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

Dia: 22 de Maio (Dia Internacional da Biodiversidade)

Apesar de já existir há dois anos e meio, e como há sempre novos funcionários/Docentes a entrar, vimos por este meio divulgar mais uma vez o Sistema de Impressão FCUL para funcionários/Docentes da FCUL.

Dinâmica da Actividade Cerebral -

Perspectivas e oportunidades num dos grandes problemas científicos deste século

Medalha internacional de História das Ciências, Marta Lourenço

Ana Eiró, Fernando Bragança Gil, Maria Alzira Ferreira, Luís Mendes Vítor, Virgílio Meira Soares, Fernando Catarino, Fernando Parente, Noémio Marques, Galopim de Carvalho, são algumas das individualidades de Ciências que Marta Lourenço recorda, em jeito de agradecimento, pelos ensinamentos transmitidos.

A iniciativa existe desde 2008. “Um pequeno Roteiro pela Energia Solar Fotovoltaica na Faculdade de Ciências” inclui visitas guiadas ao Campus Solar e à central de mini geração fotovoltaica nos telhados da Faculdade de Ciências, e ainda a palestra “A revolução solar vem aí!”, proferida pelo professor António Vallêra.

“Os ensinamentos adquiridos em Ciências estão na base das investigações que tenho desenvolvido, foi através deles que adquiri os conceitos e conhecimentos que me permitem desenvolver o estudo dos materiais. Por outro lado, a interação com diferentes áreas da Geologia permite absorver muita informação importante para a interpretação de muitos dos achados”, explica a investigadora Elisabete Malafaia.

Jean-Paul Montagner, Institut de Physique du Globe, Université Paris-Diderot, Paris, France

António Castelo, Aidnature

"Recordo-me sobretudo dos professores e da matéria que dava nas aulas. A minha pancada com evolução é forte e já nessa altura era. Ainda hoje nada me dá mais prazer do que aprender e compreender como funciona a vida na terra. Tive muito bons professores durante o curso e isso foi fundamental até quando, mais tarde, saí para fazer o mestrado em Inglaterra", conta o antigo aluno de Biologia de Ciências, António Castelo.

Expedição Aidnature

“Cada animal, cada comportamento é um desafio. O momento em que conseguimos a imagem de que estamos à espera e que imaginámos na nossa cabeça, é de uma adrenalina enorme, que contrasta com a paz que é estar horas no campo à espera”, declara António Castelo, antigo aluno do curso de Biologia de Ciências, agora biólogo na Aidnature.

 Nos dias 29 e 31 de outubro de 2014 realiza-se uma reunião em Heildelberg, na Alemanha, com o intuito de apresentar os 106 novos membros ao EMBO Council.

Ano Internacional da Cristalografia 2014

O Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa associa-se à comemoração do Ano Internacional da Cristalografia.

MATEMÁTICA E ENSINO

De acordo com o Despacho do Senhor Diretor da Faculdade, a eleição do Presidente do Departamento de Matemática terá lugar no próximo dia 30 de Maio.

Conferência no dia 16 de Maio, 11h30, anfiteatro 3.2.15, Edifício C3, FCUL, Campo Grande, Lisboa.

Marta Lourenço

Marta Lourenço, membro do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia, da Secção Autónoma de História e Filosofia das Ciências e subdiretora do Museu Nacional de História Natural e da Ciência foi galardoada com a Medalha George Sarton pela Universidade de Gent.

Imagem de Octávio Pinto

O seminário integrado na disciplina de Agricultura e Florestas, do mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental, realiza-se dia 7 de maio, pelas 11h15, no edifício C2, 2.º piso, sala 2.2.14.

Christoph Meyer

Christoph Meyer começou a trabalhar no Centro de Biologia Ambiental de Ciências, em fevereiro de 2009. A estadia em Ciências tem corrido bem.

Tectonics and Neotectonics of the western North America and Associated Hazards

Conferência no dia 29 de Maio, 12h00, sala 6.2.56, Edifício C6, FCUL, Campo Grande, Lisboa.

EuroGP2014

Stefano Ruberto, Leonardo Vanneschi, Mauro Castelli & Sara Silva foram distinguidos com o best paper award for EuroGP 2014, durante a "17th European Conference on Genetic Programming", ocorrida entre 23 e 25 de abril, em Granada, Espanha.

A Biblioteca do Conhecimento Online, celebra o seu 10.º Aniversário

INEM - Formação em Suporte Básico de Vida

“Nestas formações, ensina-se, entre outros aspetos, a detetar situações de paragem cardiorrespiratória precocemente, a saber ligar o 112 rapidamente, sabendo dizer o que é importante, e iniciar manobras básicas, como compressões torácicas para manter alguma circulação e oxigenação dos órgãos vitais até à chegada de ajuda”, explicou o formador do INEM, Rui Rebelo.

The biosphere-atmosphere interactions mediate the largest exchanges in the global carbon cycle. Understanding the role of climate and other environmental factors on the carbon cycle of terrestrial ecosystems is key for assessing vulnerabilities and future feedback into the climate system.

A reportagem multimédia “Sonhar com o futuro” inclui testemunhos de candidatos ao ensino superior e que participaram na edição do ano passado do Dia Aberto.

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