• Cérebro artificial, Pense melhor em 10 anos

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    via Revista OffLine de admin em 25/01/10

    Para o cientista Henry Markram, a velocidade dos computadores modernos e a promissora computação quântica serão suficientes para criar, dentro de uma década, um cérebro artificial

    Por André Gravatá
    andre@offline.com.br

    Um ser humano não se resume a um corpinho bonito, afinal, também somos donos de uma massa cinzenta muito complexa. Com cerca de 100 bilhões de neurônios, cerebelo, hipotálamo, entre outras partes, o cérebro é o órgão mais complicado de entender.

    Replicá-lo é tarefa dificil. Entretanto, para o pesquisador Henry Markram, diretor do Blue Brain Project (lançado em 2005, esse projeto almeja empreender uma engenharia reversa do cérebro de um mamífero) e do Center for Neuroscience & Technology, além de co-diretor do EPFL’s Brain Mind Institute, a única limitação que ainda impede o desenvolvimento de um cérebro artificial é o dinheiro.

    Numa recente conferência proferida em Oxford, ele comentou que se estima em dois bilhões o número de pessoas com o cérebro afetado de alguma forma. E aí entrará o cérebro artificial, espécie de modelo para testes de drogas que também facilitará grandemente o entendimento de como funciona o próprio cérebro.

    Ele diz que não é preciso temer a existência de um cérebro artificial. Descartando a hipótese de que alguém queira dominar o mundo com essa descoberta, sua massa cinzenta gostará de ler a entrevista abaixo.

    O cérebro artificial realmente existirá em apenas 10 anos?

    Isso é possível a partir de uma perspectiva técnica e biológica. Primeiro, claro que biologicamente o cérebro é um órgão muito complexo, mas não é impossível reverter a engenharia de seus componentes, descrever matematicamente cada um deles e, em seguida programá-lo em um software. O cérebro é feito de muitos – mas ainda assim um número finito de – genes, proteínas, substâncias orgânicas, sinapses, neurônios, circuitos, áreas do cérebro, regiões do cérebro. Os métodos científicos para mapear a estrutura e função dos tecidos biológicos estão passando por uma revolução industrial. Os robôs são capazes de realizar experimentos de 10 a 1000 vezes mais rápido do que os seres humanos, então nós realmente não temos um limite para a quantidade de dados que podemos reunir sobre os componentes do cérebro e suas funções individuais.

    É preciso mapear neurônio a neurônio?

    Também não necessitamos mapear cada neurônio no cérebro de cada animal. Nós apenas precisamos das regras para os fazer. Por exemplo, se você estudou 100 pinheiros em uma floresta, pode desenvolver um modelo de computador para construir árvores de pinheiros e fazer cada uma diferente da outra, mas todas elas são pinheiros e obedecerão as regras de pinheiros. Se você fizer isso para uma floresta, pode construir um modelo dela. Nós não precisamos mapear todas as partes do cérebro de todos os animais, pois nós construímos modelos de um animal que são usados como quadro para outro animal, então nós podemos usar as regras que os tornam diferentes para criar modelos de diferentes cérebros animais.

    É como deduzir regras evolutivas de como mudam os genes, proteínas, sinapses, neurônios, circuitos e todo o cérebro. Você também não precisa fazer engenharia reversa de tudo em cada estágio de desenvolvimento, porque quando você mapeou características-chave do desenvolvimento, você pode trabalhar fora das regras para construir o cérebro em qualquer idade. No momento em que chegar o modelo do cérebro humano, vamos também compreender como ele evoluiu para se tornar humano e como ele se desenvolve durante um ciclo de vida. Então nós também entenderemos que mudanças são necessárias para produzir as capacidades humanas como a linguagem, emoções, etc.

    Sobre a perspectiva técnica, o que o senhor tem a dizer?

    No século 20, vimos a velocidade dos computadores crescendo a partir do nada para 1015 cálculos por segundo (bilhões de cálculos por segundo). Em 2020, chegará a 1020 FLOPS [Floating point Operations Per Second, o mesmo que operações de ponto flutuante por segundo, índice usado para medir o desempenho dos computadores no tocante a cálculos científicos], e em 2040 a 1040 FLOPS (ou seja, 1 com 40 zeros atrás). Veremos também a computação quântica, que poderá resolver instantaneamente problemas potencialmente muito complexos. Isso é suficiente para simular processos biológicos como os do cérebro.

    Em relação as estruturas cerebrais, o que, por exemplo, ainda te intriga?

    Há um processo biológico hoje sem solução para o qual não é fácil fazer um algoritmo matemático: Uma proteína é feita como um espaguete e, quando sua produção é concluída, ela rapidamente se dobra em uma específica estrutura em 3D. Nós não temos um processo matemático de dobrar proteínas rápido o suficiente. Mas também há maneiras de contornar este problema até que fique resolvido. Há muitos outros processos complexos que ainda não têm descrições matemáticas complexas, mas temos boas descrições que estão melhorando rapidamente.

    Você acha que as pessoas estão prontas para as inovações que virão em breve?

    Em alguns aspectos sim, em outros não. Estamos preparados no sentido de que todos nós sabemos que é preciso resolver o grande número de transtornos mentais que hoje atingem mais de 2 bilhões de pessoas. Não existe nenhum medicamento hoje em dia que alguém realmente entenda como age no cérebro, mas já os tomamos e experimentamos, porque nós e os médicos devemos fazer algo, certo? A ciência tem acumulado bilhões de pequenos fragmentos de fatos e de pequenos pedaços de conhecimento. Um modelo do cérebro traz todos esses pequenos pedaços juntos. Todas as doenças cerebrais envolvem muitas das peças e afetam a maior parte do cérebro. Então nunca iremos compreender doenças cerebrais se não juntarmos essas peças num modelo onde seja possível explorar a forma como elas trabalham em conjunto, testar as teorias de doenças e experimentar o efeitos das drogas sobre o modelo (e não em pessoas).

    As pessoas podem não estar prontas para o que significará nas suas vidas quando todos entenderem melhor como o cérebro constrói o seu mundo ao seu redor. Elas não estão prontas para ver o mundo coletivo/objetivo que nós construímos e vivemos. Não acredito que ninguém deve ficar com medo de que teremos modelos do cérebro. Estes viverão em supercomputadores enormes e estarão disponíveis para fins educativos e de diagnóstico, bem como num aparelho de ressonância magnética no hospital. É apenas mais uma ferramenta para nos ajudar a viver uma vida melhor. Mesmo que parte do conhecimento seja usada para construir robôs sofisticados, eles vão ser feitos apenas de parâmetros matemáticos que nós programarmos  – parâmetros que podem ser mudados a qualquer momento.

    Qual é o seu maior desafio hoje?

    Construindo modelos de cérebro (e corpo) é inevitável ter desafios. Alguns acham que vai demorar mil anos. Não precisa de tanto. O único fator limitante para poder alcançar um modelo do cérebro humano em 10 anos é a financeira. É muito caro obter todos os dados e supercomputadores que precisamos.

    Henry Markram

    Qual o seu maior medo em relação ao futuro?
    Meu medo é que destruamos uns aos outros e ao mundo em que vivemos antes de compreender a realidade que nós criamos como humanos. Temos de entender como o cérebro cria a realidade para compreender a realidade em que vivemos. Acredito que, quando as pessoas verem isso, todos os conflitos se resolverão.


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