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
Paulo Veríssimo, professor catedrático do DI-FCUL, participou no passado dia 25 de novembro de 2013, no programa "Sociedade Civil", transmitido na RTP2.
 
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O sucesso do Biobanco-IMM é promovido pelo contínuo aumento de parcerias e colaborações não só com empresas de biotecnologia e unidades de saúde, mas também com institutos de investigação científica e investigadores académicos de ciências básicas, como os investigadores da FCUL.

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Chama-se galáxia IRAS 08572+3915 e é a mais luminosa do universo local. José Afonso é um dos membros da equipa de astrónomos internacionais, que anunciou recentemente a descoberta. O investigador da FCUL e dirigente do CAAUL é muito otimista quanto ao presente e futuro desta área científica.

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Temos sido pioneiros de muito boas práticas no ensino superior. Uma excelente escola e nós, que cá estamos, sabemos isso. E os alunos também. Os que cá estão e os que já cá estiveram. Mas hoje não chega. Temos que saber responder aos desafios e temos que exportar as nossas mais-valias.

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Atualmente estudam na FCUL mais de cinco mil alunos, a maioria conhece bem os cantos da casa centenária, outros nem tanto, por isso é especialmente importante o acolhimento dado durante o arranque do ano letivo, que o digam a Catarina, a Leonor e o Ricardo!

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Num planeta com mais de 7000 milhões de pessoas, vão ser necessárias quantidades enormes de alguns recursos naturais que começam a escassear. Chegará em breve a era da mineração submarina? Existe tecnologia adequada? Será possível a mineração em condições de preservar a diversidade natural dos ecossistemas marinhos?

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Através de diversas atividades práticas vamos aprender qual o papel do sol na dinâmica da atmosfera e do oceano, qual a importância dos oceanos, das calotes polares e da vegetação, como se formam as nuvens e os sistemas meteorológicos, e como funciona o ciclo da água.

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Uma das surpresas do Dia Internacional passa pela exposição do concurso de fotografia lançado recentemente e alusivo ao tema “Mobilidade Internacional”.

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Atualmente, para além do “básico” lápis de grafite com que todos ainda escrevemos, até o desenvolvimento dos carros híbridos está dependente da evolução e extração dos recursos da nossa “casa”.

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Como é que são gerados os tremores de Terra? E os tsunamis? Como é que nós reconhecemos no terreno a existência de tsunamis antigos? Porque é que na Nazaré vemos ondas tão grandes? Todos estes fenómenos são o reflexo de um enorme dinamismo do nosso planeta.

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