Nos últimos quatro anos, Henry Markram tem trabalhado na construção de um cérebro artificial biologicamente exato. Poderosamente alimentado por um supercomputador, o seu modelo de software imita a atividade da seção vital da massa cinzenta do cérebro de um rato de maneira quase perfeita.
Apelidado de Blue Brain (Cérebro Azul), a simulação demonstra um comportamento um tanto estranho. As “células” artificiais respondem aos estímulos e pulsam repentinamente e lampejam em um pavoroso uníssono – um padrão que não está programado, mas que emerge espontaneamente.
“É um equivalente em neurônios a onda mexicana”, diz Dr. Markram, se referindo ao que acontece quando grupos sucessivos de torcedores em um estádio levantam e estendem os braços rapidamente, criando o efeito de uma onda. Tal comportamento sincronizado é comum em cérebros de carne e osso, onde se acredita que ele seja um passo básico necessário para tomadas de decisão. Mas quando aparece em um sistema artificial, é ainda mais surpreendente.
O Blue Brain é baseado na École Polytechnique Fédérale de Lausanne da Suíça. O projeto espera abordar um dos mistérios mais perplexos da neurociência: como a inteligência humana emerge? Os cientistas do Blue Brain esperam que o seu modelo computadorizado jogue uma luz nesse quebra-cabeça, e que, da mesma forma, seja possível que ele replique inteligência.
“Estamos construindo o cérebro de cima a baixo, só que em silicone”, diz Dr. Markram, o líder do Blue Brain, que é alimentado por um supercomputador fornecido pela International Business Machines Corp. “Queremos entender como o cérebro aprende, como ele percebe as coisas, como a inteligência surge.”
O Blue Brain é controverso, e o seu sucesso está longe de ser uma certeza. Christof Koch, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, um cientista que estuda a consciência, disse que o projeto suíço fornece dados vitais sobre qual parte do cérebro funciona. Mas ele diz que a abordagem do Dr. Markram ainda está com algoritmos em falta – o programa biológico que produz funções de níveis mais elevados.
“Você tem que ter uma teoria sobre como um circuito do cérebro em particular pode provocar propriedades complexas e de ordem maior”, argumenta Dr. Koch. “Você não pode reunir os mais abrangentes dados de campo, misturá-los e dizer ‘Oh, é assim que a consciência emerge.’”
Apesar dos desafios, a vontade e a pressão para entender, replicar e até mesmo reencenar comportamentos mais elevados (dentro) do cérebro se tornou uma das áreas mais quentes da neurociência. Com a ajuda de uma subvenção de $4.9 milhões do Departamento de Defesa do Estados Unidos, a IBM está trabalhando em um projeto à parte com cinco universidades americanas com o intuito de construir um pequenino microchip de baixa potência que simule o comportamento de um milhão de neurônios e de dez bilhões de sinapses. O objetivo, segundo a IBM, é desenvolver computadores cerebrais que possam prever melhor o comportamento de sistemas complexos, como os do tempo ou o do mercado financeiro.
O governo chinês havia providenciado uma quantia de cerca de U$1.5 milhões para que um time na Universidade de Xiamen criasse robôs com cérebros artificiais contendo micro circuitos que envolvam, aprendam e adaptem situações do mundo real. Similarmente, Jeff Krichmar e colegas da Universidade da Califórnia, Irvine, Calif., construíram um robô com cérebro artificial que aprende a aguçar sua percepção visual enquanto se move pelo ambiente do laboratório - uma outra forma de comportamento emergente, uma forma espontânea de organização própria. E pesquisadores da Sensopac, em um projeto com uma retaguarda de €6.7 milhões (U$9.3 milhões) da União Européia, construíram parte de um cérebro artificial de um rato. Como essa complexidade que tonteia poderia ser recriada em um modelo virtual?
Dr. Markram adotou uma abordagem sistemática, quando não minuciosa. Ele decidiu trabalhar em cima da cópia heliográfica de sua “instalação elétrica” e depois ele usou esse mapa para reconstruir o cérebro de forma artificial. Ele se focou na coluna neocortical do rato, ou NCC, uma construção elementar do neocórtex do cérebro - o qual é responsável por funções da mais alta estirpe e pelo pensamentos. No caso de um rato, isso inclui o planejamento para obter comida.
O NCC de um rato, englobado por cerca de 10.000 neurônios e as suas 10 milhões de conexões, funciona mais como um microprocessador de um computador. Todos os mamíferos tem NCCs – e os dos humanos não são tão diferentes daqueles dos ratos. Contudo, humanos tem bem mais NCCs, o que significa uma força cerebral muito maior. Dr. Markram partiu da suposição de que se uma simulação com um rato fez um bom trabalho em imitar corretamente a atividade do cérebro real de um rato - então ele poderia usar o mesmo modelo como um mapa da estrada para a simulação com o cérebro humano.
Dr. Markram começou o trabalho coletando informação detalhada sobre o NCC do rato, desde o nível de seus genes, proteínas, moléculas e os sinais elétricos que conectam um neurônio ao outro. Todas esses relacionamentos complexos foram depois transformados em milhões de equações, escritas no software. Depois ele registrou os dados do mundo real – a força e a trilha de cada sinal elétrico – diretamente dos cérebros do rato para testar a precisão do software.
Em uma tarde recente no laboratório Lausanne, uma lasca rosa do cérebro de um rato colocada em um copo de béquer continha um líquido incolor. Os neurônios da fatia de cérebro ainda estavam vivos e se comunicavam entre si. Próximo ao béquer, um microscópio modificado registrou um pouco da atividade interna em outra lasca de cérebro. “Estamos interceptando as mensagens eletroquímicas nas células, e depois testando o software contra isso para testar precisão”, diz o Dr. Markram.
O NCC do rato tem 10.000 neurônios, e para imitar o comportamento de um único neurônio é necessário a força do desktop de um computador. Para modelar o NCC por inteiro, Dr. Makram conta com um computador da IBM que consegue executar 22,8 trilhões de operações por segundo. Isso possibilita que a simulação seja reproduzida como um objeto tridimensional. Assim, quando o Blue Brain está funcionando, os seus mais profundos mecanismos internos podem ser vistos em detalhes surpreentdentes, na forma de uma simulação em 3-D que se desenrola na tela do computador.
Em um quarto escuro, o Blue Brain exibe um NCC virtual estruturado como uma coluna - a cor azul significando que ele está em descanso. Quando atacado por uma corrente elétrica de estímulo, os neurôniuos começam a sinalizar um para o outro e a sua instalação elétrica progressivamente traz à vida cores diferenciadas. Testes indicaram que a mesma partes que se acendem no modelo também o fazem no cérebro de verdade de um rato real – o que sugere que o Blue Brain é apurado, diz Dr. Markram.
Coisas ainda mais complexas começaram a acontecer. Primeiro, uma explosão de vermelho, depois branco, depois vermelho de novo, enquanto a instalação elétrica de NCC era preenchida por uma cascata de milhares de sinais. Existem tantas conexões, o NCC parece um denso emaranhado de vegetação rasteira.
Então duas ondas sucessivas de amarelo correm repentinamente através do Blue Brain. É o sinal de que os neurônios sincronizaram seu comportamento por si próprios. “As células começam a ter vida própria,” diz Dr. Markram. “è isso que o seu cérebro é [e quando esses padrões se tornam sofisticados], ele se torna a sua personalidade.”
Se o Blue Brain tornar-se sofisticado o suficiente a ponto de conseguir imitar o cérebro, ele demonstraria consciência? Dr. Markram diz: “Se ela emergir, nós estaremos aptos a dizer como ela emergiu. Se não, saberemos que é o resultado de mais de 100 bilhões de neurônios interagindo.” |
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| Comentários... |
| Data:28/07/2009 |
| Nome:Rabujo |
| Dada a complexidade do cérebro humano, a simulação me parece o único caminho para que possamos entendê-lo. Vai daí a importância desta pesquisa ... |
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| Data:28/07/2009 |
| Nome:Elísio |
| Há uma matéria hoje em alguns jornais sobre o receio de cientistas com a inteligência artificial. Este texto me passa exatamente essa sensação. |
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| Data:28/07/2009 |
| Nome:Dr. Watson |
| Isto tudo é muito estranho! |
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