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

O Lisbon Green Hackathon 2017 acontece nos dias 11 e 12 de março. As inscrições terminam a 1 de março. No âmbito do evento estão previstas outras atividades, nomeadamente um ciclo de workshops, sessões de networking, debates e apresentações de startups.

O Tec Labs abriu portas ao ecossistema de inovação e empreendedorismo de Lisboa. O dia foi marcado pela apresentação de novidades para 2017, pelo networking entre os convidados e pela partilha de eventuais projetos e parcerias futuras.

O “Dr. Celestino” era não só um petrólogo excecional e um geólogo de campo incansável, como, e acima de tudo, uma pessoa encantadora pela sua delicadeza de trato. Os colegas do Departamento de Geologia e os ex-colegas do IICT sentirão certamente a falta da sua presença assídua e das interessantes e interessadas conversas sobre a Geologia de Cabo Verde.

Em fevereiro o Tec Labs – Centro de Inovação de Ciências abre as portas aos parceiros do ecossistema empreendedor nacional.

Seguramente já terá ouvido falar em dados geográficos. Pelo nome, deduz-se que estejam relacionados com mapas e lugares. No entanto, estes dados vão muito para além das coordenadas geográficas, representando, entre outros, redes de transporte, águas subterrâneas, populações, temperatura e recursos energéticos.

O filme “O Primeiro Encontro” (“Arrival”) de Dennis Villeneuve (2016) aborda a hipótese de Sapir-Whorf, de 1939, que diz que “a linguagem pode influenciar os nossos pensamentos”. Hoje em dia, a validade desta ideia está assegurada, graças às neurociências, e é possível afirmar que aprender uma língua permite estabelecer imensas ligações no cérebro, alterando a sua estrutura, e influenciando o modo de olhar para o mundo, e ainda moldando a personalidade.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de fevereiro é com Ricardo Pereira, assistente técnico do Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia de Ciências.

O cE3c acaba de lançar o programa "Vamos Jogar aos Insetos em Ordem nas Escolas?", no âmbito do qual vai oferecer 200 exemplares do jogo "Insetos em Ordem" às primeiras 50 escolas públicas, que aderirem à iniciativa.

No total, desde há 57 anos, a Fundação Calouste Gulbenkian atribuiu 83 mil bolsas de estudo em diferentes áreas. Os estudantes de Ciências fazem parte destas contas.

O financiamento atribuído ao professor do Departamento de Informática e investigador do Laboratório de Sistemas Informáticos de Grande Escala (LaSIGE) de Ciências, relaciona-se com a sua participação no projeto Hyperledger da Linux Foundation, em que a IBM, a Intel e dezenas de outras empresas colaboram para construir tecnologias de blockchain para negócios.

Partilhar o fascínio da investigação em Astronomia com crianças dos 7 aos 12 anos é um dos objetivos da iniciativa IAstro Júnior, quatro sessões gratuitas, em Lisboa e no Porto, organizadas pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e pela revista Visão Júnior.

António Branco, professor do Departamento de Informática de Ciências, volta a coordenar uma nova investigação em tradução automática profunda, desta vez entre Chinês e Português, no domínio das transações de compra e venda online.

Quando falamos de um mecanismo o que queremos dizer de facto?

O Nutriageing é um projeto a pensar nos cidadãos que se interessam por temas como nutrição, partindo de argumentos científicos simples. O seu site é composto por vídeos, receitas, explicações e dicas nutricionais.

Um novo estudo genético demonstra que as populações de duas espécies de golfinhos (Tursiops aduncus e Sousa spp.) que habitam as águas da Baía de Bengala, no Bangladesh, são diferentes do ponto de vista genético quando comparados com populações de golfinhos das mesmas espécies que vivem em áreas vizinhas.

Teresa Graça Costa Antunes Pereira da Costa, professora aposentada do Departamento de Biologia Vegetal (DBV) e ex-membro do antigo Centro de Biologia Ambiental de Ciências, faleceu aos 69 anos, no dia 23 de janeiro de 2017. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos seus familiares, amigos e colegas.

Novo estudo demonstra pela primeira vez que é possível integrar à escala global os resultados obtidos através dos dois métodos mais utilizados no mundo para avaliar a “saúde” dos ecossistemas a partir dos líquenes que neles se encontram.

A 7.ª cadeira funcionou pela primeira vez no ano letivo de 1840/1841, caracterizando-se pela abordagem histórico-natural das matérias lecionadas que pouco se modificaram ao longo dos anos.

O ESNF2017 é o primeiro simpósio europeu dedicado apenas ao tema nanofluidos. Os organizadores pretendem que este momento fomente a colaboração entre cientistas, engenheiros e empresas.

Está a nascer um laboratório vivo de permacultura (PermaLab) na FCUL, uma zona que convida a implementação de projetos propostos pela permacultura e sua monitorização com metodologias científicas.

Maria Isabel Cordeiro Sevinate Pinto Rebelo Lopes, professora aposentada do Departamento de Biologia Vegetal e ex-membro do antigo Centro de Biologia Ambiental de Ciências, faleceu aos 67 anos, no dia 12 de janeiro de 2017. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos seus familiares, amigos e colegas.

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O recente falecimento abre mais uma lacuna na geração dos cientistas e professores que muito contribuíram para o desenvolvimento da Química em Portugal.

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