Workshop da UFRN discute crise paradigmática da neurociência e o papel da IA na pesquisa sobre o cérebro

Os dados aprofundam a crise do paradigma
Eduardo Sande afirma que a neurociência avança em técnica, mas que o acúmulo de dados expõe perguntas sem resposta.
Mark

Para começar: o que o professor quer dizer com "crise" da neurociência?

Mimi

Não é que a área esteja parada. Sande diz que ela avança muito em técnica e produz muitos dados. A crise seria de paradigma, no sentido de Kuhn: os modelos dominantes não explicam um número grande de perguntas.

Mark

Quais perguntas, por exemplo?

Mimi

A origem da linguagem, a formação das representações de mundo, a evolução do cérebro humano. O grupo reuniu mais de 50 questões que, segundo ele, não têm resposta satisfatória hoje.

Luke

Vale notar que esse diagnóstico é do próprio pesquisador. A reportagem não traz a opinião de outros neurocientistas sobre se existe mesmo uma crise.

Mark

E a proposta alternativa?

Mimi

A neurética, apresentada como ciência irmã da genética, com o neurônio como elemento fundamental do desenvolvimento do organismo. Um exemplo é a hipótese de que o bipedismo alterou a dinâmica dos neurotransmissores.

Luke

Isso é uma hipótese, e o texto deixa claro que são resultados iniciais. Não há dados publicados nem validação mencionados.

Mark

Onde entra a inteligência artificial?

Mimi

Como ferramenta, em simuladores com emulações de neurônios e cérebros artificiais. E também porque a IA é bioinspirada: mudando o modelo da neurobiologia, algo na IA mudaria.

Luke

Esse "provavelmente" é do professor. Ainda não se sabe se os simuladores confirmarão o modelo; essa etapa está apenas prevista.

  • A neurociência produz cada vez mais dados, mas esses dados estão expondo as fragilidades das explicações que a sustentam.
  • Mais de 50 perguntas sem resposta satisfatória, da origem da linguagem às trajetórias evolutivas de baleias, morcegos e abelhas, pressionam o paradigma vigente.
  • Um grupo de jovens pesquisadores testa um modelo lógico alternativo que coloca o neurônio no centro do desenvolvimento do organismo.
  • Simuladores baseados em IA, alimentados por dados de diversas pesquisas, devem submeter a hipótese a emulações de neurônios e cérebros artificiais.
  • O desfecho ainda está em aberto, mas, se o modelo se sustentar, a revisão da neurobiologia poderá reescrever os fundamentos da própria IA.

Num tempo em que a neurociência acumula técnicas e dados como nunca antes, a UFRN abre espaço para uma pergunta mais antiga e mais incômoda: os modelos que explicam o cérebro ainda dão conta do que a ciência já descobriu? Nos dias 10 e 12 de novembro, durante a IX Semana de Ciência e Tecnologia da Escola de Ciências e Tecnologia, o professor Eduardo Sande apresenta uma pesquisa que sustenta que a abundância de resultados não significa clareza, e que a crise atual é menos de instrumentos do que de explicação. Ao propor um modelo lógico alternativo e a ideia de uma 'neurética', ele devolve à neurobiologia a tarefa de responder perguntas que atravessam a linguagem, a evolução e a própria inteligência artificial.

Entre os dias 10 e 12 de novembro, a Universidade Federal do Rio Grande do Norte recebe um workshop que pretende colocar em dúvida algo que muitos tomam como assente: a capacidade do paradigma atual da neurociência de explicar o que ela observa. Conduzido pelo professor Eduardo Sande, o encontro integra a IX Semana de Ciência e Tecnologia da Escola de Ciências e Tecnologia e apresenta os primeiros resultados de uma pesquisa que propõe um modelo lógico alternativo.

Sande faz questão de separar duas coisas. A neurociência não parou: produz técnicas e dados em grande volume. A crise, para ele, está na capacidade explicativa das teorias dominantes. Inspirado em Thomas Kuhn, lembra que um paradigma que deixa perguntas demais sem resposta perde força. Quanto mais dados se acumulam, mais visíveis tornam-se questões como a origem da linguagem, a formação das representações de mundo e a evolução do cérebro humano, além de estruturas e comportamentos em espécies tão distintas quanto baleias, golfinhos, morcegos, formigas e abelhas.

O grupo reuniu mais de cinquenta dessas questões e propõe examiná-las a partir de um modelo em que o neurônio é o elemento central dos processos de desenvolvimento e transformação do organismo. Nesse quadro surge a neurética, apresentada como ciência irmã da genética. Um dos exemplos é a hipótese de que o bipedismo e as mudanças na locomoção humana alteraram a dinâmica dos neurotransmissores, favorecendo a integração cerebral e, mais tarde, a linguagem.

A inteligência artificial aparece em dois papéis. Primeiro, como ferramenta para testar hipóteses e acelerar pesquisas. Depois, como herança: suas origens se inspiram em ideias sobre neurônios e mente, de modo que mudar o modelo da neurobiologia tende a mudar também a IA. O trabalho começou com um levantamento bibliográfico e segue com simuladores que deverão testar a viabilidade do novo modelo. Ainda falta saber como ele se comportará diante dessas emulações.

Nos dias 10 e 12 de novembro, a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) realiza o workshop "A crise da neurociência normal e a inteligência artificial". O encontro faz parte da IX Semana de Ciência e Tecnologia da Escola de Ciências e Tecnologia (ECT) e será conduzido pelo professor Eduardo Sande. O objetivo é apresentar os resultados iniciais de uma pesquisa que questiona os limites do paradigma hoje adotado pela neurociência e propõe, no lugar dele, um modelo lógico alternativo.

Sande faz questão de esclarecer o que o título não diz. A neurociência não parou de avançar: vive um período de intensa produção científica e tecnológica. A crise a que ele se refere é paradigmática, ligada à capacidade de explicação dos modelos teóricos predominantes. Ele recorre a Thomas Kuhn e ao livro A Estrutura das Revoluções Científicas: quando um paradigma não consegue responder a um número muito grande de perguntas, perde eficácia. Para o professor, é o que acontece hoje. A área avança em técnica e em pesquisa, produz muitos dados, e esses dados aprofundam a crise do paradigma.

Segundo ele, uma coisa é gerar resultados experimentais; outra é explicar os processos por trás deles. Quanto mais conhecimento se acumula, mais evidentes ficam as questões sem resposta satisfatória. Entre elas estão a origem da linguagem, a formação das representações de mundo e as transformações da evolução do cérebro humano. A pesquisa também quer entender como certas estruturas e comportamentos surgiram em diferentes espécies, entre elas baleias, golfinhos, morcegos, formigas e abelhas.

O grupo reuniu mais de 50 questões que, de acordo com Sande, o paradigma atual não responde de forma satisfatória. A proposta é examiná-las por outro modelo lógico, que trata o neurônio como elemento fundamental dos processos de desenvolvimento e transformação do organismo. É nesse quadro que entra a chamada neurética, apresentada por ele como ciência irmã da genética. Ela procura investigar como o funcionamento neural pode participar não só da formação de capacidades cognitivas, mas também de transformações corporais e do surgimento de estruturas complexas, como a linguagem.

Um dos exemplos citados é a hipótese de que o bipedismo e as mudanças associadas à locomoção humana alteraram a dinâmica dos neurotransmissores. Isso teria contribuído para mecanismos de integração cerebral e, depois, para o desenvolvimento das representações de mundo e da linguagem. A mesma hipótese serve para estudar processos evolutivos em outras espécies, como baleias e golfinhos, mamíferos que passaram por transformações ligadas ao retorno ao ambiente aquático, além de morcegos, formigas e abelhas.

A inteligência artificial ocupa dois lugares nessa discussão. O primeiro é o de ferramenta que amplia a capacidade de investigação, permitindo testar hipóteses e analisar possibilidades. "A IA tem acelerado a pesquisa em quase todos os campos", diz Sande, citando desde a demonstração de teoremas matemáticos até o desenvolvimento de tratamentos e medicamentos. Entre as etapas previstas pelo grupo está a construção de simuladores baseados em IA e em conjuntos de dados de diferentes pesquisas, para testar o modelo teórico em emulações de neurônios e cérebros artificiais.

O segundo lugar é o da origem da tecnologia, inspirada historicamente em concepções sobre o funcionamento dos neurônios e da mente. Por isso, segundo o professor, mudar o modelo da neurobiologia provavelmente mudará muita coisa na IA.

O trabalho começou com um levantamento bibliográfico das perguntas em aberto na neurociência e das respostas disponíveis na literatura. Sande descreve o workshop como a divulgação de um projeto que reúne jovens pesquisadores para testar a viabilidade, isto é, a assertividade, de um modelo alternativo ao que o paradigma atual utiliza. A programação da Semana inclui ainda palestras, oficinas, minicursos e mesas-redondas. Falta ver como os simuladores se comportarão ao testar o modelo.

Como a IA é bioinspirada, se você muda o modelo da neurobiologia, você vai mudar provavelmente muita coisa na IA.
— Eduardo Sande, professor da UFRN
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