Ideias centrais:
1 – Acompanhado o percurso dos pensamentos, a varredura por IRM (Ressonância Magnética) lançou nova luz sobre os males de Alzheimer e Parkinson, da esquizofrenia e outras doenças mentais.
2 – O Braingate consiste na conversão dos sinais neurais do chip em comandos definidos para mover objetos, a começar pelo cursor do computador. Ele abriu porta para neuropróteses. A primeira versão, de 2004, ajudou paraplégicos a se comunicar com computador portátil.
3 – A essência da genialidade de Einstein foi sua capacidade extraordinária de simular o futuro por experimentos mentais, criando princípios físicos via imagens. Einstein: “O verdadeiro sinal de inteligência não é o conhecimento, mas a imaginação”.
4 – Relendo Bill Joy (Sun) numa perspectiva atual, vemos que ele exagerou muito nas ameaças das novas tecnologias (robótica, engenharia genética, nanotecnologia), mas também incitou os cientistas a encarar as consequências éticas e sociais das mesmas.
5 – À medida que aprende, o cérebro sofre modificações. As células cerebrais não vão sendo adicionadas ao córtex, mas as conexões entre os neurônios mudam cada vez que se aprende algo novo.
Sobre o autor:
Michio Kaku é professor de física teórica da City University de Nova York. Escreveu diversos livros, incluindo a Física do futuro, Física do impossível, Hiperespaço e Mundos paralelos. Este último virou série de TV pelo Fantástico da TV Globo.
Capítulo 1 – Desvendando a mente
Quando foi introduzida, a IRM (Ressonância Magnética) mostrava a estrutura estática de várias regiões cerebrais. Entretanto, em meados dos anos 1990, foi inventado um novo tipo de IRM, chamado “funcional”, ou IRMf, que detectava presença de oxigênio no sangue do cérebro. (Para diferentes tipos de IRM, os cientistas colocam uma letra minúscula na frente, mas vamos manter a mesma sigla para designar todos os tipos de aparelhos IRM.)
A IRM não consegue detectar diretamente o fluxo de eletricidade nos neurônios, mas como o oxigênio é necessário para fornecer energia aos neurônios, o sangue oxigenado pode rastrear indiretamente o fluxo da energia elétrica nos neurônios e mostrar como a várias regiões do cérebro interagem umas com as outras.
IRM e Alzheimer. A varredura por IRM já invalidou definitivamente a ideia de que a o pensamento está concentrado num único ponto. Em vez disso, pode-se ver a energia elétrica circulando em partes diferentes enquanto o cérebro pensa. Acompanhando o percurso dos pensamentos, a varredura por IRM lançou uma nova luz sobre a natureza dos males de Alzheimer e Parkinson, da esquizofrenia e de diversas outras doenças mentais.
EEG. Outra ferramenta que investiga o cérebro a fundo é o EEG, o eletroencefalograma. O EEG foi introduzido há muito tempo,em 1924, mas só recentemente foi possível empregar computadores para dar sentido a todos os dados fornecidos pelo eletrodo.
TEP. Outro instrumento do mundo da física é a tomografia por emissão de pósitrons (TEP), que calcula o fluxo de energia no cérebro localizando a presença de glicose, a molécula de açúcar que alimentas as células.
Na última década, vários novos aparelhos de alta tecnologia passaram a ser utilizados por cientistas, inclusive a varredura eletromagnética transcraniana (EMT), a magnetoencefalograma (MEG), a espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS, da sigla em inglês para near-infrared spectrocospy) e a optogenética, entre outros.
O sucesso dessa primeira geração de varreduras cerebrais é espetacular. Antes de sua introdução, apenas cerca de trinta regiões cerebrais eram conhecidas com alguma certeza. Hoje, o aparelho de IRM sozinho consegue identificar de duzentas a trezentas regiões, abrindo fronteiras inteiramente novas para a ciência do cérebro.
Em vista de tantas novas tecnologias de varredura introduzidas pela física apenas nos últimos quinze anos, cabe perguntara: haverá mais? A resposta é sim, mas serão variações e refinamentos das anteriores, e não tecnologias inteiramente novas.
Capítulo 2 – Consciência: o ponto de vista de um físico
Organismos com mobilidade e um sistema nervoso central têm Nível I de consciência, que inclui um novo conjunto de parâmetros para medir suas mudanças de lugar. Um exemplo de Nível I de consciência são os répteis. Eles têm tantos ciclos de feedback que desenvolveram um sistema nervoso central para lidar com isso.
A seguir, temos o Nível II de consciência, em que os organismos criam um modelo de seu lugar não só no espaço, mas também em relação a outros (isto é, são animais sociais com emoções). A quantidade de ciclos de feedback do Nível II de consciência aumenta exponencialmente , portanto, convém introduzir outra classificação numérica para esse tipo de consciência.
Nível III, nível humano. Quando atingimos o Nível III de consciência, são tantos os ciclos de feedback que precisamos de um diretor-geral para analisá-los a fim de simular o futuro e tomar uma decisão final. Por isso, nosso cérebro difere dos cérebros dos animais, principalmente na expansão do córtex pré-frontal, situado logo atrás da testa, que nos permite “ver” o futuro.
Dr. Daniel Gilbert, psicólogo de Harvard, escreveu: “A maior conquista do cérebro humano é a capacidade de imaginar objetos e episódios que não existem no mundo real, e é essa capacidade que nos permite pensar no futuro. Como um filósofo observou, “o cérebro humano é uma ‘máquina de antecipação’, e ‘fazer o futuro’ é sua função mais importante”.
Capítulo 3 – Telepatia: um doce pelo que você está pensando
A verdadeira telepatia, encontrada na ficção científica e histórias fantásticas, não é possível sem o auxílio externo. Como sabemos, o cérebro é elétrico. Em geral, quando um elétron é acelerado, emite radiação eletromagnética. O mesmo se aplica aos elétrons oscilando no cérebro, que emitem ondas de rádio. Mas esses sinais são muito fracos para serem detectados por outras pessoas, e ainda que pudéssemos perceber essas ondas de rádio, seria difícil entendê-las. A evolução não nos deu a capacidade de decifrar esse conjunto de sinais de rádio aleatórios, mas os computadores conseguem. Os cientistas são capazes de fazer aproximações grosseiras do pensamento, usando a varredura por EEG.
Num futuro não muito distante, a questão não é se alguém será capaz de ler nossos pensamentos secretamente com um dispositivo remoto escondido, mas se vamos permitir que nossos pensamentos sejam registrados. Então, o que acontecerá se alguém sem escrúpulos tiver acesso, sem autorização, aos nossos arquivos? Isso levanta uma questão ética, pois não queremos que nossos pensamentos sejam lidos contra nossa vontade.
Se, de algum modo, pudermos decodificar instantaneamente os pensamentos de alguém, isso poderá trazer grandes benefícios para milhares de pessoas com graves danos e que não estão conseguindo se comunicar no momento. Por outro lado, há uma grande preocupação de que isso possa ser aplicado a quem não quer.
Capítulo 4 – Telecinesia: a mente controlando a matéria
O professor John Donoughue e seus colegas na Universidade de Brown e na Universidade de Utah criaram um minúsculo sensor que funciona como uma ponte para quem não pode mais se comunicar como o mundo externo. Ele diz: “Pegamos um pequeno sensor, do tamanho de uma aspirina infantil, quatro milímetros, e implantamos na superfície do cérebro. Tem noventa e seis ‘cabelinhos’, ou eletrodos, que captam os impulsos cerebrais. Ele não pode captar sinais de intenção da pessoa para mover o braço. Escolhemos o braço por causa de sua importância.” Como o córtex motor vem sendo mapeado minuciosamente há décadas, é possível colocar o chip diretamente sobre os neurônios que controlam membros específicos.
Braingate. Trata-se do chamado Braingate. O seu segredo está na conversão dos sinais neurais do chip em comandos definidos para mover objetos, a começar pelo cursor na tela do computador. O Braingate abre a porta para um novo mundo de neuropróteses, permitindo que uma pessoa paralisada movimente membros artificiais com a mente. Além disso, o paciente pode se comunicar diretamente com amigos e parentes. A primeira versão deste chip, testada em 2004, foi concebida para pacientes paraplégicos se comunicarem com um computador portátil. Pouco depois esses pacientes estavam navegando na internet, lendo e escrevendo e-mails, e controlando a cadeira de rodas.
Colaboração de Nicolelis. Talvez a maior novidade na aplicação da tecnologia de sensores de EEG seja a da pesquisa do Dr. Miguel Nicolelis, cientista brasileiro, da Duke University. Nicolelis mostrou que a interface cérebro-máquina é capaz de atravessar continentes. Ele colocou um macaco numa esteira rolante, com um chip no cérebro do animal conectado à internet. Em Kioto, no Japão, do outro lado do planeta, os sinais emitidos pelo macaco são usados para fazer um robô andar. Ao andar na esteira na Carolina do Norte, nos EUA, o macaco controla o robô no Japão, que executa os mesmos movimentos de caminhada. Usando apenas os sensores no cérebro e uma guloseima de recompensa, Nicolelis treinou esses macacos para controlar um robô humanoide chamado CB-1, no outro lado do mundo.
Agora, Nicolelis está às voltas com um dos principais problemas de interface cérebro-máquina: a falta de sensibilidade. As próteses de mãos atuais não têm sensação tátil e, portanto, parecem estranhas ao corpo. E como não há tato, podem acidentalmente esmagar os dedos de alguém num aperto de mãos. Pegar uma casca de ovo com um braço mecânico é praticamente impossível.
Nicolelis espera contornar esse problema com uma interface direta de cérebro a cérebro.
Nesse invento, as mensagens do cérebro são enviadas ao braço mecânico que, com seus sensores, devolve as mensagens diretamente para o cérebro, sem percorrer o tronco encefálico. Essa interface cérebro-máquina-cérebro (ICMC) possibilitaria um mecanismo de feedback livre, permitindo a sensação de tato.
Capítulo 6 – O cérebro de Einstein e a expansão de nossa inteligência
Uma forma de abordar a pergunta “O que é genialidade?” é analisar o cérebro de Einstein. Aparentemente no calor do momento, o dr. Thomas Harvey, médico do Princeton Hospital que estava fazendo a autópsia de Einstein, decidiu observar secretamente o cérebro de Einstein, sem o conhecimento nem autorização da família.
Parece cenário de novela. Quarenta anos depois, Harvey atravessou o país dirigindo um Buick Skylark, e levando o cérebro de Einstein num tupperware, com a intenção de devolvê-lo à neta de Einstein, Evelyn. Ela se negou a aceitar.
Cérebro dentro de padrões. As únicas diferenças encontradas no cérebro de Einstein são muito pequenas. Uma parte, chamada giro angular, é maior que o normal, com as regiões parietais inferiores dos dois hemisférios 15% mais largas que a média. Essas partes lidam com o pensamento abstrato, a manipulação de símbolos, como na escrita e na matemática, e o processamento visual e espacial. Mas continua sendo um cérebro dentro dos padrões, portanto, não determina se o gênio de Einstein está na estrutura orgânica do cérebro ou na força de sua personalidade, sua forma de ver o mundo, seu tempo.
Então, por que Einstein foi Einstein?
Einstein era conhecido por passar dez anos ou mais num único experimento mental. Dos 16 aos 26 anos, ele se concentrou no problema da luz e se seria possível ultrapassar a velocidade da luz. Isso levou ao nascimento da relatividade especial, que veio a revelar o segredo das estrelas e nos deu a bomba atômica. Dos 26 aos 36 anos, ele se concentrou em uma teoria da gravidade, que acabou nos dando os buracos negros e a teoria do Big Bang do universo. E dos 36 anos até o fim da vida ele tentou encontrar uma teoria de tudo para unificar toda a física. A capacidade de passar dez ou mais anos num único problema mostra claramente a persistência com que ele simulava experimentos na cabeça.
Inteligência e imaginação. A questão aqui é que o gênio talvez seja uma combinação de certas capacidades mentais inatas com a determinação e o vigor para grandes conquistas. A essência da genialidade de Einstein foi, provavelmente, sua capacidade extraordinária de simular o futuro por meio de experimentos mentais, criando princípios físicos via imagens. Como disse o próprio Einstein, “o verdadeiro sinal de inteligência não é o conhecimento, mas a imaginação”. E, para Einstein, a imaginação significava romper as fronteiras do conhecido e penetrar nos domínios do desconhecido.
Como as células cerebrais têm uma notória dificuldade de crescer, pensava-se que a inteligência já estava pronta e fixa nos jovens adultos. Mas novas pesquisas deixam cada vez mais claro que, à medida que aprende, o cérebro pode sofrer modificações. As células cerebrais não vão sendo adicionadas ao córtex, mas as conexões entre os neurônios mudam cada vez que se aprende algo novo.
Diz o ditado: “a prática leva à perfeição”. O psicólogo canadense Donald Hebb fez uma descoberta importante sobre as conexões cerebrais: quanto mais exercitamos certas habilidades, mais reforçamos certos caminhos no cérebro, e, portanto, as tarefas se tornam mais fáceis.
Ao contrário do computador, que continua sendo o mesmo ignorante de sempre, o cérebro é uma máquina que aprende, com a capacidade de reconectar seus caminhos neurais cada vez que aprende alguma coisa. Essa é uma diferença fundamental entre o computador e o cérebro.
Segundo o psicólogo K. Anders Ericsson e colegas, que estudaram mestres da elitista Academia de Música de Berlim, os melhores violinistas já tinham acumulado dez mil horas de prática aos 20 anos de idade, estudando mais de trinta horas por semana. Em contraste, ele descobriu que alunos que eram meramente excepcionais tinham completado apenas oito mil horas ou menos, e futuros professores de música tinham praticado apenas um total de quatro mil horas.
Capítulo 9 – Estados alterados de consciência
Durante o caos da Guerra dos Cem Anos, enquanto o Norte da França era dizimado pelas tropas inglesas e a monarquia francesa fugia, uma jovem de Orléans chegou dizendo ter recebido instruções divinas para levar o Exército francês à vitória. Não tendo mais nada a perder, Carlos VII autorizou-a a comandar algumas tropas. Para espanto geral, ela conseguiu uma série de triunfos sobre os ingleses. As notícias sobre a garota extraordinária se espalharam rapidamente. Ela se tornou a legendária Joana d’Arc.
Nos séculos seguintes, foram feitas centenas de tentativas de entender essa extraordinária adolescente. Teria sido profeta, santa ou louca? Mais recentemente, cientistas recorreram à psiquiatria moderna e à neurociência para explicar a vida de personalidades históricas como Joana d’Arc e outras.
O psicólogo Michael Persinger afirma que um certo tipo de estimulação elétrica transcraniana (chamada estimulação magnética transcraniana, ou EMT) pode induzir propositalmente o efeito de lesões epiléticas. Se assim for, será possível usar campos magnéticos para alterar crenças religiosas?
Cérebro e sentimentos religiosos. Nos estudos de Persinger, uma cobaia coloca um capacete (apelidado de “capacete de Deus”), com um dispositivo que envia magnetismo para determinadas áreas do cérebro. Depois, quando o sujeito é entrevistado, costuma afirmar que esteve com algum grande espírito. David Biello, em artigo na revista Scientific American, diz: “Durante três minutos de estimulação, as cobaias traduziram sua percepção do divino em sua própria linguagem cultural – denominando-o Deus, Buda, uma presença benevolente, ou a maravilha do universo.” Já que o efeito pode ser reproduzido, isso indica que talvez o cérebro seja estruturado de modo a responder a sentimentos religiosos.
Capítulo 10 – A mente artificial e a consciência de Silício
Em fevereiro de 2011, um grande acontecimento entrou para a história. Um computador da IBM chamado Watson fez o que muitos críticos consideravam impossível: venceu dois competidores num programa de perguntas e respostas e prêmios na TV, chamado Jeopardy!. Milhões de telespectadores ficaram grudados na tela enquanto Watson eliminava metodicamente os outros candidatos em cadeia nacional, respondendo a perguntas que deixaram seus rivais embasbacados, e fez jus ao prêmio de um milhão de dólares.
Robô-médico. Atualmente, engenheiros estão trabalhando na criação de um “robo-doc” [robô-médico], que vai aparecer em nosso relógio de pulso ou numa tela para nos dar orientação médica com 90% de exatidão, quase de graça. Falamos os sintomas, e ele acessa os bancos de dados dos melhores centros médicos do mundo inteiro, buscando as últimas informações científicas. Isso vai reduzir as idas desnecessárias ao consultório, eliminar os falsos alarmes e facilitar as consultas médicas periódicas.
Campeão sem saber. Voltando ao campeão Watson, os jornalistas enalteceram sua vitória sobre humanos. Mas esqueceram-se de dizer que não era possível entrevistar Watson e parabenizá-lo pela vitória. Não podemos lhe dar tapinhas nas costas, nem brindar com ele. Watson não saberia o que isso significa e não fazia a menor ideia de que tinha vencido. Furor da mídia à parte, a verdade é que Watson é uma máquina de calcular altamente sofisticada, capaz de somar (ou pesquisar arquivos de dados) com velocidade de bilhões de vezes maior que o cérebro humano, mas carece totalmente de consciência de si ou de senso comum.
IA e o senso comum. Mesmo com os grandes progressos da Inteligência artificial (IA), permanecem dois problemas básicos: o reconhecimento de padrões e o senso comum. Os melhores robôs mal conseguem reconhecer objetos simples como uma bola ou um copo. O olho do robô pode ver mais detalhes do que um olho natural, mas seu cérebro não reconhece o que vê. Se um robô for colocado numa rua movimentada que ele não conhece, ele se desorienta rapidamente e fica perdido. Devido a esse problema, o reconhecimento de padrões (por exemplo, a identificação de objetos) progrediu muito mais lentamente do que se supunha.
Quando os robôs tiverem um conhecimento funcional do senso comum e da Teoria da Mente, serão capazes de fazer simulações complexas do futuro, colocando-se como atores principais, e então entrarão no Nível III de consciência.
Afinal, quando os robôs terão inteligência igual ou maior que a humana? Não se sabe, mas há muitas previsões. A maior parte se baseia na lei de Moore e aponta para daqui a décadas. Mas a lei de Moore não é uma lei e, na verdade, viola uma lei fundamental da física: a teoria quântica.
Idade de Silício. Medidas paliativas podem acrescentar anos à Lei de Moore. Mas em algum momento tudo isso passará: a teoria quântica assume o comando inevitavelmente. Isso significa que os físicos estão pesquisando uma ampla variedade de alternativas para quando a Idade do Silício estiver chegando ao fim, tais como computadores quânticos, computadores moleculares, nanocomputadores, computadores de DNA, computadores óticos etc. Nenhuma dessas tecnologias, porém, está pronta para o lançamento.
Capítulo 15 – Observações finais
Em 2000, uma controvérsia feroz agitou a comunidade científica. Bill Joy, um dos fundadores da Sun Computers, escreveu um artigo inflamado denunciando a ameaça mortal representada pela tecnologia avançada. Num artigo publicado na revista Wired com o provocativo título “Por que o futuro não precisa de nós”, ele escreveu: “As tecnologias mais avançadas do século XXI – robótica, engenharia genética e nanotecnologia – ameaçam tornar os humanos uma espécie em extinção.” Esse artigo questionava a própria moralidade de centenas de cientistas trabalhando arduamente em seus laboratórios para o avanço da ciência.
O artigo foi escrito há mais de uma década. Em termos de alta tecnologia, é uma vida inteira. Hoje, em retrospecto, é possível considerar certas previsões dele. Relendo o artigo numa perspectiva atualizada, vemos claramente que Bill Joy exagerou muitas das ameaças dessas tecnologias, mas também incitou os cientistas a encarar as consequências éticas, morais e sociais de seus trabalhos, o que é sempre bom.
Cérebro, uma obra de arte. Por fim, uma crítica à ciência diz que entender algo significa remover seu mistério e magia. Ao levantar o véu que esconde os segredos da mente, a ciência a torna mais corriqueira e banal. Entretanto, quanto mais aprendemos sobre a complexidade do cérebro, mais ficamos deslumbrados com o fato de nosso pescoço carregar o objeto mais sofisticado que conhecemos no universo. Como diz David Eagleman: “Que assombrosa obra de arte é o cérebro, e como somos sortudos de pertencer a uma geração que tem a tecnologia e a vontade para chamar a atenção para essa obra de arte. É a coisa mais maravilhosa que descobrimos no universo, e somos nós.”
Há mais de dois mil anos, Sócrates já dizia: “Conhecer a ti mesmo é o começo da sabedoria.”
Temos longa jornada pela frente.
Resenha: Rogério H. Jönck
Imagens: Reprodução e Unsplash
Ficha técnica:
Título: O futuro da mente
Título original: The future of the mind
Autor: Michio Kaku
Primeira edição: Editora Rocco
