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

Os autores do artigo apresentam a história evolutiva de duas espécies de lagartos endémicos da Austrália - Carlia triacanth e Carlia johnstonei - revelando como se adaptaram a alterações climáticas do passado.

Com o fortalecimento da Aprendizagem (Machine Learning), a escola clássica da Inteligência Artificial ou IA (Good Old Fashion AI, GOFAI), apoiada em sistemas simbólicos, ficou entrincheirada. O livro mais recente do professor Hector Levesque, “Common Sense, the Turing Test, and the Quest for Real AI”, da MIT Press (2017), vem ajudar a não esquecermos o que a IA nos tem ensinado, ano após ano, acerca da mente, e, em particular, que o pensamento é um processo computacional. Como pode, então, a computação iluminar o pensamento?

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Investigadores de Ciências e do Instituto Universitário de Lisboa desenvolvem hardware capaz de resolver tarefas robóticas, em contexto real, em menos tempo do que o alcançado até então. Os resultados foram publicados na revista científica Royal Society.

Em 2017 os Prémios Científicos ULisboa/Caixa Geral de Depósitos foram atribuídos a Vladimir Konotop e Ricardo Trigo. O ano passado foi a vez de Henrique Cabral e Eric Font. Ainda não é conhecida a data da cerimónia pública de entrega das referidas distinções.

Na lista de artigos e livros notáveis da ACM Computing Reviews, a Best of Computing, encontram-se publicações de professores e investigadores do Departamento de Informática de Ciências.

Alunos do ensino secundário participaram em projetos de investigação na Faculdade de Ciências da ULisboa. O culminar da atividade deu-se com um Congresso Científico, onde os "novos cientistas" apresentaram os resultados do trabalho realizado.

A palestra "Por que não anda o tempo para trás?” acontece dia 29 de julho, pelas 21h30, no Planetário Calouste Gulbenkian, Centro Ciência Viva de Belém.

Durante duas semanas, estudantes do ensino básico e secundário conheceram o ambiente da Faculdade e os métodos de trabalho dos cursos aqui lecionados.

“Tina dos Tsunamis” ocorreu no passado dia 29 de junho, durante o campo de férias Exploradores, com um grupo de 25 crianças, entre os 7 e os 14 anos do bairro do 2.º Torrão, em Almada.

Para compreendermos as capacidades de cada um de nós é preciso entender como as células nervosas se comportam e como interatuam entre si, isto é, pode sempre existir uma outra hipótese que consiga explicar um pouco mais. E, existem sempre os factos e as interpretações.

A Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa organiza de 24 a 28 de julho de 2017 a 4.ª edição do “Ser Cientista”.

No próximo ano letivo Ciências apresenta três novos cursos: Biologia dos Recursos Vegetais, Cultura Científica e Divulgação das Ciências e Data Science.

Preparado para mineração nos fundos marinhos profundos? E para viver sem telemóvel? Venha visitar a exposição Mar Mineral e compreender a relação.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de julho é com Andreia Santos, técnica superior do Gabinete de Apoio Psicopedagógico (GAPsi) da Área de Mobilidade e Apoio ao Aluno de Ciências.

O primeiro mestrado em Gestão e Governança Ambiental da Universidade Agostinho Neto foi frequentado por 24 alunos. Os primeiros dez estudantes apresentaram as teses em maio, numa cerimónia que contou com a presença de Maria de Fátima Jardim, ministra de Ambiente de Angola. As próximas defesas deverão ocorrer em outubro.

Em 2017, o Prémio Bronstein foi atribuído a Mercedes Martín-Benito, investigadora do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, em reconhecimento pelo seu importante contributo para a Cosmologia Quântica em Loop.

Em 2017 a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa acolhe o IV Encontro Internacional da Casa das Ciências, que ocorre entre 10 e 12 de julho.

“Foi um tempo para ficar apaixonada pelo estudo, investigação, conhecimento e sua aplicação na nossa vida diária”, conta a antiga aluna de Ciências, professora de Biologia e Geologia na Escola na Escola Secundária de Raul Proença, em Caldas da Rainha, Maria de Matos.

Ciências fez parte do roteiro da viagem de finalistas de uma turma de 9.º da Escola Básica Integrada Francisco Ferreira Drummond.

A unidade curricular Projeto Empresarial contou, em 2017, com a participação de nove alunos de mestrado de Ciências e 38 alunos da licenciatura de Finanças do ISCTE-IUL. Na sessão final de apresentação dos trabalhos desenvolvidos, o projeto Ecovital distinguiu-se.

Se olharmos bem para os seres humanos, capazes de sentir, pensar e sonhar, de criar, interpretar e compreender ideias, teorias e conceitos, perguntamos como a matéria de que são feitos foi então capaz de dar origem a estados mentais, incluindo mesmo a faculdade de consciência? A resposta a esta questão está cada vez mais ao alcance da consiliência (síntese), entre as neurociências, a psicologia, a robótica, e a inteligência artificial (aprendizagem).

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