Um cérebro humano desenvolvido em laboratório aprendeu a jogar o clássico videogame Pong em apenas cinco minutos.
Ele lança uma nova luz sobre como funciona a substância cinzenta e branca, oferecendo esperança para o desenvolvimento de novos tratamentos para a doença de Alzheimer e outras condições neurológicas.
O órgão, chamado DishBrain, contém 800.000 neurônios, todos vivendo e operando juntos.
É muito mais parecido com a coisa real do que com inteligência artificial, que leva 90 minutos para enfrentar o desafio do computador.
O principal autor, Dr. Brett Kagan, diretor científico da startup de biotecnologia Cortical Labs em Memphis, Tennessee, disse: “Mostramos que podemos interagir com neurônios biológicos vivos de tal forma que os força a modificar sua atividade, levando para algo que se assemelhe à inteligência.”
As células são cultivadas em placas de Petri em cima de matrizes de microeletrodos que lêem sua atividade. Eles movem a raquete para frente e para trás de acordo com a localização da bola.
O diretor executivo da Cortical, Dr. Hon Weng Chong, disse: “O DishBrain oferece uma abordagem mais simples para testar como o cérebro funciona e obter insights sobre condições debilitantes, como epilepsia e demência”.
É a primeira vez que esses neurônios são estimulados a realizar tarefas direcionadas a objetivos de maneira estruturada e significativa.
Kagan disse: “No passado, os modelos do cérebro foram desenvolvidos de acordo com a forma como os cientistas da computação pensam que o cérebro pode funcionar.
“Isso geralmente se baseia em nossa compreensão atual da tecnologia da informação – como a computação de silício. Mas, na verdade, não entendemos realmente como o cérebro funciona.”
Pong, simples e bidimensional, lançou a era dos videogames. A equipe internacional agora planeja ver o que acontece quando DishBrain é afetado por drogas e álcool.
Kagan disse: “Estamos tentando criar uma curva de dose-resposta com etanol, basicamente deixá-los ‘bêbados’ e ver se eles jogam o jogo mais mal, assim como quando as pessoas bebem”.
Eles poderão experimentar usando funções cerebrais reais em vez de redes neurais analógicas defeituosas.
Isso potencialmente abre a porta para maneiras completamente novas de entender o que está acontecendo no cérebro.
O coautor Dr Adeel Razi, da Monash University em Melbourne, disse: “Esta nova capacidade de ensinar culturas de células a realizar uma tarefa na qual elas exibem senciência – controlar a raquete para devolver a bola via sensoriamento – abre novas possibilidades para a descoberta de que terá consequências de longo alcance para a tecnologia, a saúde e a sociedade.
“Sabemos que nossos cérebros têm a vantagem evolutiva de serem ajustados ao longo de centenas de milhões de anos para a sobrevivência.
“Agora parece que temos ao nosso alcance onde podemos aproveitar essa inteligência biológica incrivelmente poderosa e barata.”
As descobertas também levantam a possibilidade de criar uma alternativa aos testes em animais, investigando como as terapias respondem nesses ambientes dinâmicos.
Kagan disse: “Nós também mostramos que podemos modificar a estimulação com base em como as células mudam seu comportamento e o fazem em um ciclo fechado em tempo real”.
DishBrain é uma mistura de neurônios humanos derivados de células-tronco e células cerebrais embrionárias de camundongos.
Eletrodos à esquerda ou à direita de uma matriz dispararam para dizer ao Dishbrain de que lado a bola estava. A distância da lâmina foi indicada pela frequência dos sinais.
O feedback dos eletrodos ensinou DishBrain a quicar a bola, fazendo com que as células agissem como se fossem a raquete.
Dr. Kagan disse: “Nós nunca fomos capazes de ver como as células agem em um ambiente virtual.
“Conseguimos construir um ambiente de circuito fechado que pode ler o que está acontecendo nas células, estimulá-las com informações significativas e, em seguida, alterar as células interativamente para que elas possam realmente mudar umas às outras.”
O estudo em neurônio mostra que mesmo as células cerebrais em uma placa podem exibir inteligência inerente, modificando seu comportamento ao longo do tempo.
O coautor do professor Karl Friston, da University College London, disse: “O aspecto bonito e pioneiro deste trabalho está em equipar os neurônios com sensação – feedback – e crucialmente a capacidade de agir em seu mundo.
“Notavelmente, as culturas aprenderam como tornar seu mundo mais previsível agindo sobre ele.
“Isso é notável porque você não pode ensinar esse tipo de auto-organização; simplesmente porque, ao contrário de um animal de estimação, esses minicérebros não têm senso de recompensa e punição.”
“O potencial translacional deste trabalho é realmente empolgante. Isso significa que não precisamos nos preocupar em criar ‘gêmeos digitais’ para testar intervenções terapêuticas.
“Agora temos, em princípio, a derradeira ‘caixa de areia’ biomimética para testar os efeitos de drogas e variantes genéticas – uma caixa de areia composta exatamente pelos mesmos elementos de computação encontrados em seu cérebro e no meu.”
O professor Kagan disse que outra descoberta interessante foi que DishBrain não se comportou como sistemas baseados em silício.
Ele explicou: “Quando apresentamos informações estruturadas para neurônios desencarnados, vimos que eles mudaram sua atividade de uma maneira muito consistente com eles realmente se comportando como um sistema dinâmico.
“Por exemplo, a capacidade dos neurônios de mudar e adaptar sua atividade como resultado da experiência aumenta com o tempo, consistente com o que vemos com a taxa de aprendizado das células”.
A teoria por trás disso está enraizada no “princípio da energia livre”, onde um cérebro se adapta ao seu ambiente alterando suas ações para melhor se adequar ao mundo ao seu redor.
Dr Chong disse: “Este é um território novo e virgem. E queremos que mais pessoas participem e colaborem nisso, usem o sistema que construímos para explorar ainda mais essa nova área da ciência.
“Como disse um de nossos colaboradores, não é todo dia que você acorda e pode criar um novo campo da ciência.”
DishBrain tem potencial na modelagem de doenças, descoberta de medicamentos e expansão da compreensão atual da inteligência. Pong não foi o único jogo testado.
Kagan disse: “Sabe quando o navegador Google Chrome trava e você pega aquele dinossauro que você pode pular obstáculos?
“Fizemos isso e vimos alguns bons resultados preliminares. Mas ainda temos mais trabalho a fazer para criar novos ambientes para fins personalizados.
“Este é o início de uma nova fronteira. Ele aborda os aspectos fundamentais não apenas do que significa ser humano, mas também do que significa estar vivo e inteligente, processar informações e ser senciente em um mundo dinâmico e em constante mudança”.
SWNS
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