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

“Alargar horizontes, mudar atitudes” é o lema do “Girls in ICT @CienciasULisboa” que acontece este sábado, dia 6 de maio de 2017, em Ciências.

A pergunta “Pode uma máquina pensar?” abre a busca por agentes inteligentes capazes de interatuarem com os seres humanos através de linguagens (a proposta do jogo de imitação como teste de inteligência), e sobretudo de serem autónomos em ambientes sofisticados.

Realiza-se este mês a 7th International Conference on Risk Analysis, em Chicago. Nela, a professora de Ciências Maria Ivette Gomes é homenageada pelo seu trabalho na área da Análise de Risco.

Faltam poucos dias para o Dia Aberto. A Faculdade volta a abrir portas aos alunos do ensino secundário no próximo dia 3 de maio.

Nos dias 27 e 28 de abril de 2017 realiza-se a 8.ª edição da feira anual de emprego da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

A componente tecnológica do espectrógrafo ESPRESSO que irá conduzir a luz dos telescópios do VLT para o instrumento, o coudé train, a ser instalado no ESO, é feita por uma equipa portuguesa da qual fazem parte professores e investigadores de Ciências. Neste artigo, fique a conhecer o trabalho realizado pelo grupo.

No mesmo espaço, associações de voluntariado, voluntários e estudantes de Ciências com interesse na disciplina de Voluntariado Curricular reuniram-se. O objetivo foi dar a conhecer o trabalho feito na disciplina de Voluntariado Curricular, através da partilha de histórias e experiências.

O Núcleo de Física e Engenharia Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa foi fundado no dia 19 de maio de 2016, curiosamente no dia do Físico, com o intuito de representar os estudantes de Física e Engenharia Física.Uma das atividades organizadas com o intuito de alargar a perspetiva profissional destes alunos foi a Conferência Física Fora da Academia.

A distribuição geográfica atual dos tojos do género Stauracanthus - arbustos espinhosos que ocorrem nas dunas interiores das praias portuguesas - deve-se a acontecimentos geológicos de grande escala ocorridos no Mar Mediterrâneo há cerca de cinco milhões de anos.

O planeta Terra está em constante mudança. Pegue em qualquer livro de Geologia e uma das primeiras frases que vai encontrar será esta ou uma muito parecida. Se continuar a ler, ficará a saber que a Terra tem mais de 4500 milhões de anos e que nem sempre foi como a conhecemos. Antes, existiam supercontinentes rodeados por vastos oceanos que, ao longo de milhões de anos, se fragmentaram e relocalizaram dando forma aos seis continentes e cinco oceanos que compõem atualmente o planeta azul.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de abril é com Ana Pereira, técnica superior do Gabinete de Empregabilidade da Área de Mobilidade e de Apoio ao Aluno de Ciências.

O dryVHP venceu o prémio Inovação Ageas – Novo Mundo. Construir aparelhos de esterilização mais rápidos e eficazes, ou aparelhos de esterilização portáteis e não elétricos para missões humanitárias é o objetivo deste projeto, desenvolvido em Ciências.

“Estes programas de bolsas e estímulos são muito importantes para os alunos que, como eu, ambicionam tornar-se investigadores”, declara o aluno de Ciências, um dos vencedores da edição 2016/2017 do prémio Novos Talentos em Matemática, da Fundação Calouste Gulbenkian.

O programa CSA (community supported agriculture) refere-se a uma comunidade de produtores e consumidores que partilham os benefícios e os riscos da produção numa inspiradora experiência de responsabilidade conjunta em torno do alimento. 

Raquel Conceição, chair da Ação MiMed-TD1301 e Pedro Almeida, um dos representantes nacionais da Ação COST FAST, participaram no “Portugal in the Spotlight”. Os professores de Ciências deram a conhecer o sucesso das ações COST em que estão envolvidos, participando ainda no debate “Making the added value of networking tangible. The Portuguese perspective".

A Faculdade visita escolas secundárias há 19 anos e em parceria com a empresa Inspiring Future, desde 2014, por forma a divulgar a sua oferta formativa. Este ano letivo foram agendadas 95. Até agora Ciências já esteve em 56 escolas, após as férias escolares irá visitar mais 39.

A história ensinou-nos que quem faz a língua é quem a fala e escreve e estou em crer que todos estes e muitos outros termos, goste-se ou não, vieram para ficar.

Bruno Carreira, doutorado em Biologia por Ciências e atualmente investigador de pós-doutoramento no cE3c - Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais, é o vencedor da edição de 2016 do Prémio Fluviário de Mora - Jovem Cientista do Ano.

Quando Leibniz e Newton se enfrentaram no século XVII, sobre a origem do Cálculo, criaram um espaço para exercerem o contraditório, argumentando e criticando, em defesa dos seus argumentos. Esse exercício chama-se controvérsia (debate ou polémica), considerada por muitos como a máquina do progresso intelectual e prático. Cada um dos lados apresenta a sua explicação (causa) das suas razões, como factos (pro ou contra), e os quais sustentam e justificam a sua posição.

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Maria Amélia Martins-Loução, investigadora do cE3c e professora do DBV Ciências, é a nova presidente da Sociedade Portuguesa de Ecologia.

A 3.ª corrida de carros movidos a energia solar conta com a participação de 30 pilotos e dez carros construídos por alunos dos ensinos secundário e universitário.

“Estou a adorar a minha experiência académica. Ao estar no ramo da Matemática, consegui desenvolver algumas softskills, tais como a organização, a atenção ao detalhe, a capacidade para questionar e o rigor”, declara Diogo Ramalho, campeão nacional universitário de Taekwondo e aluno de Matemática de Ciências.

“Chocolate – do laboratório à fábrica” é uma das 159 palestras apresentadas por professores, cientistas a pedido das escolas secundárias.

No programa Novos Talentos em Matemática, edição 2016/2017, da Fundação Calouste Gulbenkian, foram distinguidos três alunos de Ciências. Desta vez, entrevistamos a aluna do 3.º ano do curso de Matemática de Ciências, Isabel Nobre.

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