No Campus com Helder Coelho

Compreender a Inteligência Humana

Podemos aumentar a velocidade e a segurança da investigação do cérebro, o que dada a sua enorme complexidade, é um enorme passo em frente

Pixabay

Helder Coelho

Será possível ter uma pessoa dentro de um scanner e dizer-lhe para mudar a atividade de diferentes zonas do seu cérebro, com base no que estamos a observar num monitor desse mesmo scanner? Pode a Inteligência Artificial (IA) abordar e interatuar com a Neurociência, e vice-versa?

A recente Tese de Doutoramento (junho, 2017) de Romy Lorenz, no Laboratório de NeuroImagiologia Clínica, Computacional e Cognitiva do ICL (Imperial College London), focou as respostas neuronais (neurofeedback) em tempo real, através da interação com um scan, ou seja com o leitor de varrimento (scanner) do cérebro de um paciente.

A experiência sobre as respostas neuronais apoia-se numa conversa via o ecrã do monitor do posto de trabalho, o qual permite mudar a atividade de diferentes partes do cérebro do paciente, enquanto se vêm as imagens do cérebro em direto. Tudo isto graças a um programa de computador que é capaz de descodificar as imagens do cérebro (sob fMRI ou functional Magnetic Ressonance Imaging), enquanto se liga ou desliga a atividade (maior durante a concentração) de uma região particular, por exemplo a que estabelece a conexão de parte do córtex cerebral às áreas mais profundas, como o hipocampo (onde se produzem as imagens).

Um dos exercícios da Romy consistiu em descodificar como as diferentes redes do cérebro interatuam, em tempo real, o que não é uma tarefa simples. Por isso, ela optou por escolher, em primeiro lugar, as regiões mais estudadas do cérebro, os córtices visual e auditivo. Para os seres humanos é fácil realizar combinações de visões e sons, de molde a ativar o córtex do ouvido e não o da visão, e vice-versa.

Foi desenvolvido um algoritmo de IA, que é capaz de jogar com duas espécies de “alavancas”, para ligar ou desligar aquelas partes do cérebro. Durante este trabalho foram ensaiados diferentes algoritmos, de aprendizagem profunda (Deep Learning) e de Redes Neuronais, embora o êxito só fosse alcançado com o método de otimização bayesiana, o qual permite calcular a validade das hipóteses em função de conhecimento prévio. Esta técnica facilitou obterem-se as melhores respostas: ter a combinação correta do vídeo e do som. Em média, o algoritmo, denominado Automatic Neuroscientist, consegue obter o estímulo ótimo em seis minutos.

São poucos os tópicos da Psicologia, que sejam velhos ou controversos, como o do estudo da inteligência humana. A tese da Romy continua outras tentativas recentes (por exemplo a de Adam Hampshire e do seu orientador Adrian Owen em 2012), que procuraram também responder à pergunta “Como o cérebro suporta diferentes aspetos da inteligência?”, embora a investigação seja ainda limitada no seu alcance, por exemplo pelo número e variabilidade das tarefas cognitivas usadas (o Cognitron foi usado para realizar o levantamento de várias aptidões mentais). O Automatic Neuroscientist pode dissecar os trabalhos de um cérebro, desenhar testes clínicos e, ainda, descobrir como estimular o cérebro.

Romy acha que “nos últimos tempos, os homens não têm sido suficientemente imparciais para fazer justiça à grande quantidade de informação colecionada pelas técnicas da imagiologia do cérebro. Contudo, recorrendo às técnicas da IA, enquanto se obtêm ao mesmo tempo dados do cérebro, melhoramos muito a fiabilidade das nossas descobertas”. E, isto quer dizer, que podemos aumentar a velocidade e a segurança da investigação do cérebro, o que dada a sua enorme complexidade, é um enorme passo em frente.

Referências:
Lorenz, R. Neuroadaptive Bayesian Optimization – Implications for the Cognitive Sciences, Tese de PhD (Orientadores: Robert Leech e Aldo Faisal), ICL, 2017.
http://www.wired.co.uk/article/automatic-neuroscientist-ai-brain-experiments

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt

Mais um artigo da equipa do GAPsi Ciências ULisboa, desta vez da psicóloga Bruna Francisco, que deixa uma questão em forma de desafio: “O que tens descoberto sobre ti, durante esta quarentena?”.

O projeto “Acaso ou maldição? As consequências da hibridação num mundo em mudança”, premiado recentemente com uma bolsa Young Investigator pelo Human Frontier Science Program (HFSP), no valor de cerca de 1,1 milhões de euros, vai procurar responder a esta grande questão da Biologia, nos próximos três anos, de acordo com comunicado de imprensa emitido recentemente.

Maria de Sousa, imunologista, professora emérita da Universidade do Porto e do Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar e investigadora honorária do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, faleceu durante a madrugada de dia 14 de abril. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos familiares, amigos e colegas.

Cláudio Pina Fernandes, coordenador do GAPsi Ciências ULisboa, escreve sobre a complexidade das emoções e alerta: "é importante termos estratégias que nos permitam regulá-las".

“Pela 1.ª vez foi possível realizar um estudo completo e sistemático ao longo de um segmento da fronteira de placas Açores/Gibraltar”, diz João C. Duarte, professor do Departamento de Geologia (DG) da Ciências ULisboa, investigador do Instituto Dom Luiz (IDL) e um dos membros da equipa portuguesa presente na campanha oceanográfica M162 – GLORIA FLOW.

“Um estudo isolado pode sempre, ser, apenas uma coincidência, uma imperfeição estatística, um acaso”, escreve Tiago Marques, professor do DBA Ciências ULisboa e investigador do CEAUL, num artigo que realça a importância dos jornalistas confirmarem as suas fontes.

Ciências ULisboa vai criar um Centro de Testes (CT) à COVID-19 no seu campus, no Campo Grande, em Lisboa. Os testes de despistagem à COVID-19 deverão começar daqui a duas semanas consistindo, numa primeira fase, em cerca de 100 análises diárias, estando  também previsto a sequenciação e o rastreamento epidemiológico.

Andreia Santos, psicóloga no GAPsi Ciências ULisboa, escreve sobre os diálogos internos que se manifestam numa sensação de urgência, insuficiência e falta de controlo, que são reflexo de um sentimento de culpa. Conheça algumas dicas que podem ajudar a lidar com estas dúvidas, que são tão comuns como naturais.

Terceira rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade. A empresa em destaque é a Vawlt Technologies.

Rodrigo Amaro e Silva, Patrícia Jordão, Sérgio Chozas, Ana Cristina Pires e Miguel Inácio são os primeiros entrevistados no âmbito do projeto “O que faço aqui?”, lançado recentemente nas redes sociais e no site da Faculdade.

“Portugal pode por isso estar certo de que, nesta época de crise, toda a comunidade da Ciências Ulisboa beneficia de um ambiente de trabalho seguro e sustentável, que não compromete a qualidade da sua missão”, escreve Pedro Almeida, subdiretor da Faculdade.

No Tec Labs – Centro de Inovação e incubadora da Ciências ULisboa são várias as empresas, spin-off, proto-company e startups a trabalhar para encontrar soluções que ajudem doentes, profissionais, unidades hospitalares e autoridades governamentais nesta “luta”, que só poderá ser vencida pelo esforço conjunto.

"Socializar por meio de momentos lúdicos, rir e partilhar ideias sobre novos projetos são excelentes formas de dirigir a nossa atenção para além da preocupação. Ajuda-nos a colocar o foco da nossa energia ao serviço daquilo que nos faz bem e sentirmo-nos ligados", escreve a psicóloga Andreia Santos.

O Centro de Física Teórica e Computacional da Ciências ULisboa participa no desenvolvimento do mapa de risco de propagação da COVID-19 por contágio comunitário em Portugal, um projeto coordenado pelas Universitat Rovira i Virgili, em Tarragona, e Universidad de Zaragoza, em Zaragoza, ambas em Espanha e que em Portugal tem como parceiros a NOS, a Data Science Portuguese Association e a Closer Consulting.

Cerca de 502 pessoas com mutações raras de fibrose quística (FQ) foram recrutadas pelo projeto inovador HIT-CF Europe, financiado pela União Europeia através do Horizonte 2020 e que conta com a participação de Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa, coordenadora do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI) e líder do grupo português neste consórcio.

Ao longo dos últimos dias, vários colegas da Ciências ULisboa e de outras faculdades entraram em contacto com Manuel Carmo Gomes, professor do Departamento de Biologia Vegetal, manifestando disponibilidade para contribuir com o seu conhecimento e meios no auxílio à análise dos dados, modelação e projeção do futuro da epidemia.

O Conselho Pedagógico da Ciências ULisboa preparou um conjunto de orientações relacionadas com as ferramentas de apoio ao ensino à distância, disponíveis no site da Faculdade e que visam ajudar os professores, investigadores e alunos durante este período de tempo sem aulas presenciais, uma medida implementada no âmbito do Plano de Contingência em Ciências COVID-19.

A Direção da Ciências ULisboa determinou um conjunto de medidas que pretendem contribuir para a contenção da propagação do novo coronavírus e que vigoram até ao próximo dia 27 de março, podendo ser ajustadas conforme a necessidade e a evolução da situação.

O POLAR2E tem como objetivo criar sinergias em áreas como as ciências da criosfera, a modelação climática, a ecologia de ambientes extremos, a deteção remota, a construção em ambientes extremos, a astrobiologia e a engenharia aeroespacial dentro da Universidade.

No ano letivo de 2019/2020, todos os estudantes da Faculdade com interesse e dúvidas quanto aos Young Talent Programmes da Jerónimo Martins (JM) poderão contactar Catarina Bernardo, por email ou via LinkedIn! A aluna finalista de Biologia da Faculdade está disponível para responder a dúvidas sobre as várias oportunidades da JM para jovens universitários.

Segunda rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade. A empresa em destaque é a UpHill.

Na sequência das orientações da Direção-Geral da Saúde e procurando evitar desta forma alarmismos desnecessários, sem descurar uma atuação prudente e responsável, Ciências ULisboa elaborou o Plano de Contingência em Ciências COVID-19.

Tiago Guerreiro, professor do DI e investigador do LASIGE Ciências ULisboa, participa no IDEA-FAST, um projeto inovador na área da saúde digital, com um orçamento de 42 milhões de euros.

“O CEAUL tem pessoas com uma contribuição notável para a Estatística em Portugal”, escreve o investigador Tiago Marques, a propósito do último congresso da Sociedade Portuguesa de Estatística.

Que espécies encontrarão os cadetes do NRP Sagres? Que informação se esconde na cor do mar? Estas são algumas das questões a que o CIRCULARES, um projeto de ciência cidadã irá responder durante a viagem de circum-navegação, que deverá terminar em janeiro de 2021.

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