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

Em Londres, junto a St. Pancras´s International, está próximo de nascer um polo que agrupa a Google (e a DeepMind), o Francis Crick Institute, o Alan Turing Institute e a British Library (…) O arquiteto visa promover interações com serendipidade entre investigadores de terrenos divergentes.

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Inês Andrade

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O sexto Dictum et factum é com Inês Andrade, assistente técnico do Departamento de Biologia Animal de Ciências.

Um estudo publicado na revista internacional de conservação Oryx indica que a legislação e a proteção nas praias são insuficientes para travar a captura e o consumo ilegal de tartarugas marinhas em Cabo Verde.

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A missão oceanográfica M127 iniciada a 25 de maio, em Bridgetown, Barbados, acontece a bordo do navio oceanográfico alemão RV METEOR e deverá terminar a 28 de junho de 2016, em Ponta Delgada.

José Guerreiro, professor da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e coordenador da MARE STARTUP e Sónia Ribeiro, professora da Universidade Católica Portuguesa, apresentam o programa de apoio ao empreendedorismo na área do mar durante a Oceans Business Week.

InovCarbon, Janus e o BreatheBio são os vencedores da segunda edição da Call for Projects do ScienceIN2Business.

Nos últimos anos a saída de quadros superiores seniores e de cientistas de Portugal acompanhou uma grande vaga de emigração, sobretudo para a Europa.

O tema deste ano é “A ciência não é só dos cientistas”.

Se a última Noite de Ciências foi dedicada ao Trânsito de Mercúrio e ao sistema solar, em maio é a vez do bosão de Higgs ganhar destaque.

Alunos da Faculdade agitam no ar fitas de fim de curso

A Alameda da Universidade de Lisboa voltou a encher-se de finalistas de Ciências e de tantas outras faculdades e universidades. Este ano a cerimónia ocorreu no dia 21 de maio de 2016. Para alguns este é um acontecimento especial - é que "há momentos que marcam a vida", por isso mesmo merecem ser recordados.

“A poor international standard for trap selectivity threatens carnivore conservation” - um estudo publicado online a 2 de maio de 2016 na revista “Biodiversity and Conservation” - revela falhas graves nas normas que regulam a legalidade de armadilhas para captura de carnívoros.

A 2.º edição da Escola de Verão de Energia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa acontece entre 27 de junho e 1 de julho de 2016. As candidaturas já abriram e terminam a 31 de maio.

Recentemente, a Google anunciou o SmartReply para diminuirmos a carga que muitos de nós têm com o serviço de correio (emails), as dezenas de mensagens que se vão acumulando enquanto as horas passam. Quem está interessado nesta facilidade? É segura, não invasiva, e quem ganha no fim?

Estão prestes a ser divulgados pela Reitoria da Universidade de Lisboa os resultados do inquérito à empregabilidade dos estudantes da Universidade. Estes indicadores passarão a ter cada vez mais importância, seja ao nível da Universidade como das políticas públicas. O tema da empregabilidade passa pois a ser crítico, e a Jobshop anual um instrumento prioritário para a acção de Ciências.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O quinto Dictum et factum é com Andreia Rezende, técnica superior do Gabinete Jurídico de Ciências.

Trinta e três pessoas submeteram até ao final do passado mês de março mais de 200 fotografias no âmbito do Concurso de Fotografia de Ciências 2016. Durante o Dia de Ciências – a 19 de abril de 2016 – foram atribuídos os prémios e as menções honrosas às melhores imagens do concurso.

Um grupo de investigadores do Centro de Química e Bioquímica de Ciências, da Osaka Prefecture University (OPU), no Japão, do Rutherford Appleton Laboratory, no Reino Unido e de duas instituições francesas - o Institut de Chimie de Clermont-Ferrande e o CNRS - sintetizou um novo nanomaterial considerado como catalisador verde de nova geração. 

O Dia de Ciências 2016 foi celebrado no dia do aniversário da Faculdade – 19 de abril – e juntou, como em anos anteriores, alunos, professores, investigadores, outros funcionários desta faculdade, seus familiares e amigos.

António Branco, professor do Departamento de Informática de Ciências, participa na cerimónia “CPLP 20 anos - A Diversidade Cultural que Nos Une”, cujo objetivo é comemorar o Dia da Língua Portuguesa e da Cultura da CPLP, celebrado a 5 de maio de 2016, no Palácio Conde de Penafiel, em Lisboa.

Diz-se que nem sempre pensamos por linhas direitas, quase sempre seguimos por curvas, em ziguezagues, corrigindo o que estava confuso, unindo e simplificando, recorrendo a imagens e metáforas, para ajudar os outros a capturarem a essência das coisas.

A próxima sessão da Cicloficina realiza-se a 2 de maio de 2016, pelas 17h00, no parque de bicicletas do C5.

A iniciativa do Departamento de Informática de Ciências - organizada no âmbito do Girls in ICT Day - visa promover uma reflexão sobre as potencialidades das Tecnologias da Informação e Comunicação junto de jovens raparigas, pais e professores. 

logotipo da iniciativa

A inscrição no Dia Aberto é gratuita, obrigatória e não tem data limite. Os visitantes a 27 de abril de 2016 podem conhecer a faculdade sozinhos ou acompanhados, em 30 minutos ou o dia inteiro.

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