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
Edifício da Escola Politécnica

Politénica (FCUL)... escrever e ou pensar sobre “ELA”, hoje, ainda me emociona...

Pormenor de uma palmeira

Agora era diferente. No fim da Ferreira Borges surgia sempre a mesma dúvida que me tolhia o passo: onde são as aulas hoje? E eu, traído pela minha própria desorganização, fazia todos os dias o mesmo esforço para encontrar uma qualquer lógica que me ajudasse a decidir para onde ir naquele dia. Politécnica? 24 de Julho? É claro que ter um horário comigo ajudaria...

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Bombeiro apaga fogo

Era madrugada e o edifício da Faculdade de Ciências de Lisboa, na rua da Escola Politécnica, ardia. Dezoito de março, seriam duas horas da madrugada. Um salto da cama, um vestir rápido e uma fuga apressada ao encontro das labaredas.

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Passaram 40 anos do incêndio da “outra” Faculdade. São já poucos os que vivenciaram, alguns os que ficaram marcados. Para os mais novos, o “fogo na Politécnica” é apenas uma história que ouviram contar.

Mar

Qual o impacto das poeiras provenientes do Sahara na produtividade marinha do Oceano Atlântico tropical, particularmente nos coccolitóforos (fitoplâncton calcário)? Esta é a principal questão que irá marcar o trabalho de Catarina Guerreiro, investigadora do MARE.

pilhas de compostagem

O compostor da FCUL foi inaugurado há pouco mais de um ano, em 27 de novembro de 2016, numa parceria entre a HortaFCUL, o Gabinete de Segurança, Saúde e Sustentabilidade da FCUL e o cE3c - Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais.

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Gabriella Gilli, investigadora do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, pretende usar um novo modelo teórico tridimensional, análogo ao que é usado para descrever a atmosfera de Vénus, para antecipar as futuras observações de exoplanetas quentes de tipo terrestre.

Vladimir Konotop

Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com o físico Vladimir Konotop e que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia deste site.

Bernadette Bensaude-Vincent

A ULisboa atribui a 2 de março o título de doutor honoris causa a Bernadette Bensaude-Vincent, por proposta da Faculdade de Ciências, homenageando uma personalidade de grande relevo cientifico com relações estreitas com o contexto científico português, demonstrando publicamente quanto lhe deve e quanto se sente honrada por lhe poder conceder este titulo.

Biblioteca com alunos

A entrada na faculdade é muito mais do que a transição para uma nova etapa académica, é o início de uma aventura no próprio desenvolvimento, onde se passa de jovem a adulto. Esta fase acarreta desafios para o próprio e nas relações com os outros, ficando este jovem adulto entre o medo e o desejo de crescer com tarefas académicas, sociais, pessoais e vocacionais para fazer face, simultaneamente.

Campus de Ciências

Dois investigadores do cE3c – Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais receberam bolsas europeias Marie Sklodowska-Curie para desenvolver investigação nos próximos dois anos.

Concorrentes

A semifinal aconteceu a 17 de fevereiro, a final nacional a 12 de abril e a final internacional entre 5 e 10 de junho. Em Ciências foram apurados quatro finalistas, estudantes da ULisboa nos cursos de Física, Biologia, Engenharia Química e Matemática Aplicada e Computação.

Carlos Mateus Romariz Monteiro

Faleceu a 9 de fevereiro de 2018, com 97 anos, Carlos Mateus Romariz Monteiro.

Pessoa sentada junto a uma mesa

Passamos, quer no trabalho como em momentos de lazer, longos períodos sentados. Estar sentado é um descanso! Mas, será mesmo assim?

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de fevereiro de 2018 é com João Martins, técnico superior do Departamento de Física de Ciências.

A cooperação (e colaboração) científica apoia-se sempre em ensinar e aprender (dar e receber), num registo de amizade e humildade, de motivação e de empolgamento. A paridade é fundamental, tal como o “foco e simplicidade”, a relevância e a utilidade (Steve Jobs).

João Carlos Marques, professor da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra é o novo diretor do MARE, sucedendo no cargo Henrique Cabral, professor do Departamento de Biologia Animal de Ciências.

A iniciativa possibilita aos estudantes a recolha de informação sobre diversas áreas do saber das 18 escolas da Universidade de Lisboa.

Ciências presta homenagem a Dmitri Ivanovich Mendeleev a 8 de fevereiro de 2018, data em que se assinala o 184º aniversário do seu nascimento. Nesse dia, 118 alunos do 9.º ano do Colégio de Santa Doroteia, em Lisboa, visitam a tabela periódica existente neste campus universitário.

O artigo “The Little Ice Age in Iberian mountains” publicado em fevereiro de 2018 na Earth-Science Reviews caracteriza com maior precisão o último grande evento frio do hemisfério norte, de acordo com comunicado de imprensa emitido esta quinta-feira.
A Little Ice Age (LIA) ou a Pequena Idade do Gelo ocorreu aproximadamente entre 1300 e 1850 e afetou as comunidades dos Pirenéus. Os resultados desta investigação está a ter algum impacto em Espanha.

“Ao contrário do que aparentava no início deste projeto, foi relativamente fácil dar um ritmo de arte sequencial (banda desenhada) ao argumento.

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Cinquenta alunos do 4.º ano do Colégio Colibri, de Massamá, foram cientistas por um dia nos Departamentos de Biologia Animal e Biologia Vegetal.

Quando João Graça Gomes iniciou o estágio “Cenarização Sistema Elétrico 100 % Renovável em 2040”, com a duração de um ano, no Departamento Técnico da Associação Portuguesa de Energias Renováveis (APREN), sob a orientação de José Medeiros Pinto, engenheiro e secretário-geral daquela associação, quis “dar o melhor e mostrar a qualidade do ensino de engenharia na FCUL”. O ano passado foi distinguido com um dos prémios de maior destaque da engenharia nacional.

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