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 aumento da temperatura da água leva anfíbios omnívoros a adotar uma dieta mais herbívora. De acordo com o comunicado de imprensa emitido pelo cE3c – Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Climáticas, “esta é a primeira vez que é estudada em vertebrados a assimilação de dietas mais ou menos ricas em proteínas em função da temperatura”.

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O QTLeap—Quality Translation by Deep Language Engineering Approaches chega ao fim, mas a investigação em tradução automática continua. Leia a curta entrevista com António Branco, professor do Departamento de Informática de Ciências e coordenador deste projeto, iniciado em novembro de 2013.

“A Onda da Nazaré: um estímulo para a aprendizagem” é financiado pelo Mecanismo Financeiro do Espaço Económico Europeu (EEA Grants) e explica de forma simples e recorrendo a curtas animações os processos associados à existência da maior onda surfada em todo o mundo. 

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Nos últimos anos da troika (2011-2015), a importância da Filosofia foi bastante apreciada, em particular a nível internacional. Este período não foi bom para Portugal, sobretudo porque os jovens licenciados foram colocados de lado e sem trabalho, os sem emprego (ou bolsa), os precários (com vencimento à hora de ocupação, os temporários, sem férias, direitos de saúde...), e os que estavam a mais (e, forçados a emigrar) juntaram a sua indignação e protestaram. Nem sempre com resultados bem visíveis e de pressão real sobre o poder.

A União Europeia das Geociências atribui anualmente um prémio que reconhece atividade científica de exceção a nível mundial, realizada por cientistas desta área na fase inicial da carreira. Este galardão foi atribuído pela primeira vez a um investigador a trabalhar em Portugal. João Duarte é investigador do Instituto Dom Luiz e do Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e recebeu este prémio pelo seu trabalho na área da Geologia Marinha e Tectónica, bem como pela sua atividade na área da divulgação científica. 

Nos próximos cinco anos, Sara Magalhães vai explorar um sistema biológico composto por duas espécies de ácaro-aranha, Tetranychus urticae Tetranychus ludeni, que competem por um alimento - a planta do tomate, no âmbito do projeto “COMPCON - Competição sob construção do nicho”, com início previsto para maio de 2017 e desenvolvido em colaboração com investigadores da Universidade de Montpellier, em França.

Aplicações médicas e industriais a partir de organismos que produzem bioadesivos... Sim, é possível. No âmbito de uma Ação COST, a Rede Europeia de Especialistas em Bioadesão, trabalha para criar novos produtos.

O tempo tem demonstrado ser possível avançar na criação de mais e melhores condições de equidade para os alunos com Necessidades Educativas Especiais. Mas este é um desafio permanente para as instituições de ensino, como também o é para cada um de nós e a cada momento, num permanente processo de implicação pessoal em prol de algo que tanto prezamos: a igualdade de oportunidades.

Num desporto o treino é comum e faz parte de um plano para conseguir os melhores resultados, estimulando as capacidades físicas a superarem os desempenhos. Mas, também se podem treinar as mentes para fazer ciência.

O dia-a-dia de Luis Filipe Lages Martins divide-se entre a atividade de investigação em Metrologia com aplicação na Engenharia Civil e a gestão laboratorial da Unidade de Metrologia Aplicada do LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil. O primeiro estudante a obter o grau de doutor em Engenharia Física pela Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa nasceu em Lisboa e aos 34 anos acaba de ser distinguido com o Prémio Inovação em Metrologia.

Luís Filipe Lages Martins, bolseiro de pós-doutoramento do LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil, é o vencedor da 1.ª edição do Prémio Inovação em Metrologia da Sociedade Portuguesa de Metrologia (SPMet).

Em parceria com a Universidade de Lisboa e outras instituições que lecionam o curso de Química, a Sociedade Portuguesa de Química atribui prémios de mérito aos alunos com melhores resultados alcançados nesta área científica.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O 11.º Dictum et factum é com Aurora Sardinha, assistente técnica do Tec Labs – Centro de Inovação de Ciências.

Já só faltam dois eventos para a digressão Ignite IAstro terminar. Amanhã acontece um deles, na Covilhã, o último irá ocorrer na Guarda, a 3 de dezembro.

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Faleceu recentemente, com 95 anos, Ricardo Augusto Quadrado. Foi um professor de Cristalografia e Mineralogia da FCUL, e da Universidade da Madeira, extremamente marcante para quantos tiveram o privilégio de com ele privar. 

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