Introdução
Um
conectoma é um mapa detalhado das conexões neurais do cérebro. O
termo é inspirado no termo “genoma”, e refere-se aos esforços
científicos para capturar, mapear e entender a organização das
relações neurais no cérebro.
O
conectoma humano tem um milhão de vezes mais conexões que a
quantidade de letras do seu genoma. Não se sabe ao certo quais
informações podemos obter desses dados, mas especula-se que nossas
memórias possam estar codificadas nas conexões de nossos
neurônios. Outros aspectos como personalidade, intelecto, podem
estar lá codificados.
Sebastian
Seung fez uma apresentação de divulgação científica, explicando
alguns conceitos, citando estudos passados e atuais, e tentando
mostrar a importância e relevância do tema. No fim ele chega
discutir a viabilidade de se estender a vida através da criogenia.
Seung
reforça a ideia de auto-percepção do ser. Ele sustenta que “Eu
sou mais que meus genes”, e que “Eu sou meu conectoma”. As
interações neurais viriam a explicar o que os nossos genes não
são capazes de explicar.
Um
fato que achei particularmente interessante é que, similar ao
estudo de genomas, existem muitos desafios científicos envolvidos.
Encontrar conectomas implica resolver outros problemas, incluindo
obtenção e processamento de imagens, como colorir um grafo
gigante, escaneamento em três dimensões, habilidade de fazer zoom
in/out em objetos 3d de alta resolução, processamento de
enorme quantidade de dados, etc.
Pensando
em redes complexas, considerar os genes isoladamente seria como
olhar e entender cada nó da rede em sua individualidade. Mas já
vimos que as redes codificam nas ligações entre os nós
informações e características que não podem ser explicadas
tomando como base as características individuais dos nós.
Por que estudar conectomas
Segundo
evidências, a atividade neural codifica nossos pensamentos,
sentimentos, percepções, experiências mentais. Existem evidências
também de que a atividade neural faz com que as conexões entre
neurônios mude. Estes dois fatos juntos levam a concluir que nossas
experiências podem mudar o nosso conectoma. Por isso cada conectoma
é único, mesmo o de gêmeos geneticamente idênticos.
Seung
usa como metáfora um córrego para explicar a relação entre
atividade neural e conectividade. O leito é como a rede de
neurônios, que determina por onde a água, a atividade neural,
passa. Mais que isso, assim como num córrego a água é capaz de
mudar o curso e alterar o leito, a atividade neural pode remodelar a
conexão cerebral, o conectoma.
Aplicação do estudo do cérebro
Jeff
Hawkins tem uma abordagem mais pragmática em relação ao tema. Ele
tem em mãos um grande motivador, que é aliar sucesso comercial à
pesquisa.
Antes
de prosseguir é bom contextualizar quem ele é. Hawkins formou-se
engenheiro elétrico em 1979, e depois de uma década dedicada a
outros trabalhos e estudos, fundou a empresa Palm, onde criou o Palm
Pilot, e a Handspring, onde criou o portátil Treo. Seu interesse em
computação móvel deu lugar a interesses antigos na área
neurobiológica.
Em
2005, Hawkins escreveu o livro “On Intelligence” e fundou a
Numenta, uma empresa voltada à criação de teoria do funcionamento
do cérebro, e ao desenvolvimento de algoritmos computacionais que
implementem os resultados teóricos.
Sua
apresentação no simpósio é curta, mas serve como base para
motivar sua área de pesquisa e produtos relacionados e contar sobre
os resultados que já obteve. Em dez minutos ele levanta perguntas
e dá respostas.
Já é hora de tentar novamente entender o cérebro e o funcionamento da mente? Sim.
Por que? Porque é a pesquisa mais importante para a humanidade, com implicações na sobrevivência de nossa espécie.
Por que agora? Porque já temos poder computacional, temos muitos dados neurocientíficos para serem tratados, não faz sentido ficar esperando. Nós não entendemos as coisas até construí-las.
Como acelerar o progresso? Neurocientistas devem estudar mais a teoria, devem basear sua pesquisa em frameworks teóricos para neurociência. Por outro lado, especialistas em aprendizado de máquina devem estudar mais biologia. Além disso, sucesso comercial.
Notamos
um relacionamento com a fala de Seung quando Hawkins diz que “Somos
espécies definidas pelo nosso cérebro, tudo que fizemos até hoje
é produto dos nossos cérebros”.
A
partir de novas descobertas da neurociência, ele mostra como o
modelo que ele criou, o Numenta neuron model, é
essencialmente mais detalhado que o modelo computacional simples de
neurônio existente há algumas décadas. Seu modelo é
particularmente apropriado para detectar padrões de representações
esparsas distribuídas.
Um
de seus objetivos com o sucesso comercial é em acelerar o progresso
da pesquisa, pois, quando um produto chama a atenção, mais pessoas
passam a estudar o tema.
Conclusão
Tanto Seung quanto Hawkins
estão interessados no estudo das conexões neurais, e entendem que
isto é um tema de grande relevância para o futuro da humanidade.
Entretanto, os meios que eles empregam são diferentes.
O viés comercial de Hawkins
potencialmente impõe um ritmo mais a acelerado às suas pesquisas,
especialmente no quesito time to market. Ganhamos com isso em
pelo menos dois aspectos.
O primeiro em relação aos
clientes que contratam produtos (com tecnologia) da Numental, que
podem experimentar tecnologia de ponta para seus usos. Por exemplo,
existe a Vitamin D, uma empresa que utiliza da tecnologia Numental
para detectar pessoas e objetos em movimento em vídeo, oferecendo
um sistema profissional de monitoramento de ambientes.
O segundo diz respeito aos
novos resultados teóricos que são publicados, e que motivam mais
estudos.
A pesquisa de Seung, por sua
vez, pode ficar por décadas nos laboratórios até que de fato
venha a impactar o nosso cotidiano. Não que isto diminua a sua
importância.
Enquanto Seung busca entender
os conectomas para que possamos entender melhor o ser humano,
Hawkins está mais interessado em como aplicar o conhecimento dos
mecanismos cerebrais para a construção de máquinas inteligentes.
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