Cientistas de Carnegie Mellon fazem descoberta revolucionária a nível cerebral


Os neurocientistas Marcel Just e Vladimir Cherkassky e os cientistas informáticos Tom Mitchell e Sandesh Aryal, da Universidade de Carnegie Mellon, parceira de nove instituições do Ensino Superior de Portugal, conseguiram determinar como é que o cérebro organiza representações de substantivos, combinando imagens cerebrais e técnicas de aprendizagem mecânica.

Esta descoberta, espécie de Pedra de Roseta neural, é um importante avanço para o tratamento de doenças do foro psiquiátrico e neurológico, ao permitir compreender como é que o cérebro codifica os substantivos.

“Descobrimos como é que o dicionário do cérebro está organizado”, explica Marcel Just, professor de Psicologia e director do Center for Cognitive Brain Imaging. “Não é apenas uma ordem alfabética ou segundo cores e tamanhos. Fá-lo através de três características básicas usadas pelo cérebro para definir substantivos comuns como ‘apartamento’, ‘martelo’ e ‘cenoura’”.

Este estudo permitiu, pela primeira vez, identificar pensamentos estimulados por palavras isoladas com precisão, através de imagens cerebrais, ao contrário de estudos anteriores que recorriam a estímulos visuais ou combinados com palavras. A equipa foi também capaz de prever onde se daria a activação mediante um substantivo apresentado aos participantes. A comparação de imagens sobre os resultados esperados e obtidos mostram que as teorias geram previsões bastante precisas.

Nas doenças psiquiátricas e neurológicas, os significados de certos conceitos estão, algumas vezes, distorcidos. Estas novas técnicas tornam possível a medição dessas distorções e apontar um caminho para as contrariar. Por exemplo, uma pessoa com agorafobia, medo de espaços abertos, pode ter uma codificação exagerada da dimensão abrigo. Uma pessoa com autismo pode ter uma codificação mais fraca em contacto social.

Os três códigos ou características relacionam-se com três fundamentos: como é que nos relacionamos fisicamente com o objecto (como o seguramos, por exemplo); como é que está relacionado com o acto de comer; como é que está relacionado com a ideia de abrigo. Os três factores, cada um codificado entre três a cinco diferentes áreas do cérebro, foram descobertos através de um algoritmo, que procurou pontos comuns entre áreas cerebrais dos participantes que respondiam a 60 substantivos que descrevem objectos físicos. Por exemplo, a palavra “apartamento” provocou alta activação nas cinco áreas que codificam palavras relacionadas com “abrigo”.

A pesquisa demonstrou também que o significado dos substantivos é codificado de forma similar no cérebro dos vários participantes. “Este resultado demonstra que, quando duas pessoas pensam sobre a palavra ‘martelo’ ou ‘casa’, os padrões de activação cerebral são bastante similares”, confirma Tom Mitchell, responsável pelo Machine Learning Department na School of Computer Science.

O professor Jaime Cardoso, da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, está desde Janeiro neste departamento da Universidade de Carnegie Mellon a colaborar na área de investigação em aprendizagem automática (machine learning), visão computacional e em sistemas de apoio à decisão que beneficiem as duas áreas anteriores. Uma experiência proporcionada pelo Programa Carnegie Mellon|Portugal, financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, no âmbito do programa de intercâmbio de professores. Trata-se de uma iniciativa que se traduz numa oportunidade única para os académicos e para as instituições, pela imersão cultural dos docentes e pela promoção de mudanças positivas através da adopção das melhores práticas na educação, na investigação e na inovação.

Esta descoberta tem ainda implicações no desenvolvimento e nos testes a nível neural: “Nós ensinamos a mente, mas estamos a moldar o cérebro, e agora podemos testar o cérebro sobre o quão bem aprendeu um conceito”, conclui Marcel Just.

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