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Cérebro artificial ajudará a entender o cérebro biológico

Cérebro artificial ajudará a entender o cérebro biológico
O objetivo não é criar um monstrengo para jogar xadrez ou pilotar uma nave espacial, mas compreender o mau funcionamento do cérebro humano, que leva a doenças como Parkinson e Alzheimer. [Imagem: Nevit Dilmen/Wikimedia]

Máquina única

Construir um cérebro artificial, copiado do verdadeiro, para entender como esta extraordinária máquina funciona e deixa de funcionar.

Esse é o desafio do Projeto Cérebro Humano, centrado na Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, mas incluindo pesquisadores de várias partes da Europa.

O projeto está agora disputando um financiamento da União Europeia de um bilhão de euros.

"60 mil artigos científicos sobre o cérebro são publicados anualmente", afirma Henry Markram. Em vez de deixar esses artigos dormindo nas bibliotecas, o Projeto Cérebro Humano pretende integrá-los para construir uma máquina única no mundo.

Cérebro artificial

Markram e seus colegas já estão trabalhando desde 2005 em um projeto de cérebro artificial, chamado Cérebro Azul (Blue Brain), o mais próximo tecnicamente possível do cérebro biológico.

Nesse caso, o trabalho foi realizado com técnicas de engenharia reversa: em vez de desenhar um objeto antes de ser construído, pega-se um objeto existente para depois preparar um plano.

O primeiro passo foi dado com as proteínas, essas moléculas grandes que formam as células, e em seguida com os neurônios, através dos quais passam as informações, e as células gliais que os alimentam e modulam as transmissões, feixes de íons que passam de uma célula a outra através de longos filamentos.

Tudo isso é reconstruído virtualmente a partir de dados coletados da matéria viva.

Dispostos em forma de estrela em torno de um microscópio infravermelho, uma dúzia de caixinhas prolongadas por uma pipeta de plástico parecem se alimentar da mesma fonte de luz verde.

Cada unidade contém doze neurônios de rato, cuja atividade a máquina decifra precisamente - a atividade é então modelada no computador.

Simulando um cérebro

Essa é a essência do projeto. Desde 2005, essas experiências têm-se revelado uma verdadeira mina de informações sobre o funcionamento básico das células cerebrais.

Através delas, o Cérebro Azul já foi capaz de simular uma coluna neocortical de ratos, unidade de base do cérebro, composta de 10 mil neurônios, cada um capaz de criar entre si até 30 milhões de conexões.

Mas o cérebro humano, o objetivo final do Projeto Cérebro Humano, conta pelo menos 100 milhões de neurônios. E, hoje, é necessário a potência total de um computador portátil para simular o comportamento de um único neurônio.

Isso quer dizer que precisamos melhorar a potência dos computadores. Estima-se que um cérebro humano virtual exigiria uma máquina mil vezes mais potente do que o maior supercomputador existente.

O Projeto Cérebro Humano vai, portanto, trabalhar lado a lado com os fabricantes de hardware para tentar encontrar soluções em termos de potência de cálculo, consumo de energia e dissipação de calor.

E pensar que o nosso cérebro é capaz de fazer mais e melhor do que todas estas máquinas, (quase) sem esquentar a cabeça!

Um cérebro artificial para entender o natural
Hoje, é necessária a potência total de um computador portátil para simular o comportamento de um único neurônio. [Imagem: Mary Moye-Rowley]

Doenças do cérebro

Quanto à sua réplica virtual, o objetivo não é criar um monstrengo para jogar xadrez ou pilotar uma nave espacial, como nos clássicos da ficção científica.

"Vai ser como uma enorme instalação de imagens por ressonância magnética de um hospital. O objetivo não é criar um brinquedo divertido", explica Henry Markram.

Seu credo é simples: a medicina mantém cada vez mais a saúde de nossos corpos, mas ninguém encontrou ainda a cura para as doenças do cérebro (Parkinson, Alzheimer e outras) que afetam dois bilhões de pessoas no mundo.

Os pesquisadores do Projeto Cérebro Humano pretendem transformar a máquina deles em uma ferramenta de última geração para a compreensão do cérebro, simulando situações reais, administrando nela medicamentos ou novas moléculas virtuais, mas também alimentando-a com todos os conhecimentos atuais e futuros. Para Markram, trata-se de uma questão "de interesse da humanidade".

Robótica e informática

Outra sumidade em neurociência, o professor Pierre Magistretti, diretor do pólo de pesquisa sobre os fundamentos biológicos das doenças mentais, diz que se trata de "uma situação onde todos só têm a ganhar".

E a medicina não vai ser a única a desfrutar desta magnífica conquista.

O Projeto Cérebro Humano também será útil para a robótica (os robôs "alimentarão" o cérebro artificial com sensações), para as próteses de interfaces do sistema nervoso e, claro, para a informática, que tem muito a aprender com a extraordinária capacidade do cérebro humano.

Cérebro mundial

Os norte-americanos também estão prestes a anunciar um grande programa de pesquisa sobre o cérebro, definido como o novo "objetivo Lua" deste terceiro milênio.

Será que Henry Markram está com medo da concorrência?

"Não", responde sem rodeios, preferindo o termo emulação. "A abordagem deles é diferente da nossa e os dados que serão publicados estarão à disposição de toda a comunidade científica. Nossa estratégia é mundial, não é cada um no seu canto. Vamos encontrar formas de colaborar e agregar valor aos resultados deles", disse o professor, com a consciência tranquila de quem tem razão.

Veja outras pesquisas sobre a criação de cérebros artificiais:





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