Em busca do cérebro imortal
Nunca a ciência esteve tão voltada a mapear completamente os caminhos da mente. Saiba por que essa empreitada pode fazer com que a nossa consciência sobreviva à morte do corpo
25/04/2014 - 15H04/ ATUALIZADO 15H0404 / POR TIAGO CORDEIRO
Um bisturi com um diamante na ponta fatia o cérebro de um rato. Com 15 nanômetros, os pedaços precisariam ser mil vezes mais grossos para chegar à espessura de um fio de cabelo. Coloridos com emulsões químicas e colocados num ambiente a vácuo dentro de um microscópio eletrônico, são fotografados em altíssima resolução. O resultado do trabalho do Instituto Paul Allen, em Seattle, são imagens que podem representar os primeiros passos de uma revolução. O mapeamento cerebral, com nível inédito de detalhes, pode conduzir a um futuro em que sejamos capazes de transformar as conexões mentais em dados, com implicações quase inacreditáveis. No momento em que for possível fazer o upload de todo o conteúdo do nosso cérebro, poderíamos transmitir esses dados para outros corpos, não necessariamente biológicos.
É natural que a ideia soe como ficção científica. Tornar a nossa mente imortal é tema caro a grandes autores do gênero, como Isaac Asimov, Arthur C. Clarke e Frederik Pohl. A obra mais recente sobre o assunto é Trancendence, filme a ser lançado no início de maio no qual Johnny Depp interpreta um pesquisador capaz de transferir a mente para outros suportes. A diferença, agora, é que nunca a ciência esteve tão voltada a decifrar o cérebro e transformá-lo em dados.
Em 2013, o presidente americano Barack Obama anunciou a disposição de investir US$ 3 bilhões na iniciativa BRAIN, que pretende mapear todos os nossos neurônios em dez anos. A Comissão Europeia, na mesma época, destinou 1,19 bilhão de euros para criar uma simulação computadorizada do cérebro. Paul Allen, cofundador da Microsoft, já colocou meio bilhão de dólares em seu instituto voltado a mapear a mente humana. Isso sem falar no magnata russo Dmitry Itskov, que anunciou seu projeto de transferir a consciência humana para uma interface robótica até 2045.
A escolha do ano não é aleatória. É quando, segundo uma previsão do pioneiro da inteligência artificial e diretor de engenharia do Google, Ray Kurzweill, a humanidade vai alcançar a imortalidade fazendo o upload da mente. Itskov abraçou a polêmica meta e criou a Iniciativa 2045, que faz reuniões periódicas com especialistas em busca desse objetivo. O projeto criou um cronograma (ao lado), visando a atingir os principais passos necessários a uma transferência da mente: a) mapear o cérebro em detalhes; b) transmitir e dar sentido às informações; e c) construir um suporte que possa receber os dados, o que pode ser um avatar robótico ou um software. Há pesquisadores trabalhando, neste instante, em todas essas frentes.
STREET VIEW DA MENTE
A ideia de que um detalhado mapa cerebral pode conter dados sobre a nossa personalidade parte da teoria, bem aceita entre neurocientistas, de que ela está impressa no cérebro. “Nossa consciência, nossa memória, nossas concepções são muito dependentes de nossas conexões”, afirma o Ph.D em neurologia Arthur Toga, um dos principais pesquisadores do mundo na área. Há muitas evidências sustentando essa visão. Uma série de pesquisas têm observado que, quando passamos por alguma experiência, nossa massa cinzenta reage fortalecendo ou enfraquecendo ligações entre os neurônios. São nessas conexões, fruto da interação do meio ambiente com nosso genoma, que estariam as informações sobre quem somos. Na verdade, para eles, nós somos as nossas conexões.
A ideia de que um detalhado mapa cerebral pode conter dados sobre a nossa personalidade parte da teoria, bem aceita entre neurocientistas, de que ela está impressa no cérebro. “Nossa consciência, nossa memória, nossas concepções são muito dependentes de nossas conexões”, afirma o Ph.D em neurologia Arthur Toga, um dos principais pesquisadores do mundo na área. Há muitas evidências sustentando essa visão. Uma série de pesquisas têm observado que, quando passamos por alguma experiência, nossa massa cinzenta reage fortalecendo ou enfraquecendo ligações entre os neurônios. São nessas conexões, fruto da interação do meio ambiente com nosso genoma, que estariam as informações sobre quem somos. Na verdade, para eles, nós somos as nossas conexões.
O interesse por esses dados levou a comunidade científica a se inspirar no Projeto Genoma para mapear em alta resolução toda a coleção de conexões entre os neurônios e caminhos cerebrais, que passou a ser chamada de connectome. O Humam Connectome Project foi lançado em 2009 pela NIH, a agência de pesquisa de saúde do governo dos EUA. Ele tem como meta entender como os 100 bilhões de neurônios humanos fazem todas as 100 trilhões de conexões possíveis entre eles, em que momentos, de que forma e com quais objetivos. Para isso, está recorrendo às melhores técnicas de imagem para mapear cérebros de 1.200 adultos. Os dados são colocados on-line para serem analisados por neurocientistas em laboratórios do mundo todo.
“Estamos criando um mapa de região, com a geografia local, as estradas. Conhecemos as pistas principais, mas não as vias secundárias”, afirma Toga, líder do projeto e chefe do principal laboratório de imagem envolvido na empreitada, o da Universidade do Sul da Califórnia. Uma nova geração de equipamentos de ressonância cerebral consegue chegar a um detalhamento de um milímetro cúbico de cérebro. Parece muito, mas dentro desse milímetro cúbico podem caber dezenas de milhares de neurônios com todas as suas conexões. Chegar mais perto, por enquanto, só com técnicas invasivas, o que não dá para fazer com pessoas (ao menos não com as vivas).
É por isso que o instituto de Paul Allen fatia com precisão uma região de cérebros de ratos. Se para gerarmos agora imagens com nível de detalhamento de neurônios para um cérebro humano, seriam necessários 1,1 bilhão de terabytes para guardá-las, estima o cientista do MIT Sebastian Seung. Pra se ter uma ideia, isso é mais ou menos o tráfego total de dados da internet em um ano, de acordo com a companhia Cisco.
Mapear o cérebro de ratos, portanto, é uma forma de driblar esses obstáculos. “Existem grandes diferenças entre os cérebros de ratos e de humanos, mas os processos que fazem um rato se esconder ao ver a foto de um gato podem nos ensinar muito sobre como nosso cérebro reage a estímulos”, diz a bióloga Hongkui Zeng, líder do programa de pesquisa e desenvolvimento da entidade.
Antes do estudo com ratos, pesquisadores do instituto fizeram um mapeamento dos mecanismos bioquímicos por trás do funcionamento da mente usando ressonância magnética em cérebros de seis pessoas mortas. Descobriram que 84% de nossos genes de todo o nosso DNA se tornam ativos em alguma parte do cérebro, o que gerou montanhas de dados ainda sendo analisadas.
Há uma série de outras iniciativas complementares dentro do escopo do financiamento do programa BRAIN. De técnicas para melhor preservação do cérebro, como o da Brain Preservation Foundation, a análises sobre o formato retilíneo de caminhos neurais descoberto no Centro Martinos de Imageamento Biomédio, em Boston.
Apesar do aumento exponencial do banco de dados sobre nossa mente, especialistas estimam que um connectome completo ainda deve demorar pelo menos uma década. “A tecnologia ainda precisa avançar muito. Não veremos nenhum mapeamento definitivo em menos de 15 anos”, afirma o neurocientista Randal Koene. Depois começa a etapa difícil de verdade: entender como essas informações se relacionam e como usá-las.
DO CÉREBRO PARA O MUNDO
São 10 mil laboratórios de neurociências no mundo trabalhando, neste momento, em pesquisas relacionadas ao mapeamento cerebral e às conexões entre mente e máquina. A estimativa é do neurofisiologista russo Mikhail Lebedev, especialista em interfaces cérebro-máquina e pesquisador da Universidade Duke.
São 10 mil laboratórios de neurociências no mundo trabalhando, neste momento, em pesquisas relacionadas ao mapeamento cerebral e às conexões entre mente e máquina. A estimativa é do neurofisiologista russo Mikhail Lebedev, especialista em interfaces cérebro-máquina e pesquisador da Universidade Duke.
Não é só por conta de magnatas preocupados com a imortalidade que o dinheiro corre para esses centros de pesquisa. Entender melhor o cérebro deve ajudar no combate de doenças degeneratias como Alzheimer e Parkinson.
Pesquisas dedicadas a solucionar limitações físicas também ajudam a avançar a tecnologia que poderá ser na transferência da mente a avatares com a capacidade de alojar a mente. É o caso de toda a linha de trabalho do brasileiro Miguel Nicolelis. Seu exoesqueleto, que responde a impulsos cerebrais, está na linha de frente da comunicação entre máquinas e cérebro. Os estudos já permitiram, entre outras façanhas, que o cérebro de um macaco movimentasse dois braços mecânicos simultaneamente e devem fazer um tetraplégico dar o pontapé inicial na Copa do Mundo no Brasil.
Outro dos pioneiros na área, John Donoghue, da Universidade Brow, desenvolveu uma interface de leitura de impulsos cerebrais que permitiu ao tetraplégico Matthew Nagle mover um cursor de computador, mudar os canais da TV e movimentar os dados de uma mão artificial apenas com a força do pensamento. Próteses eletrônicas de mãos, braços, pernas e pés cada vez mais sofisticadas também têm colaborado para decifrar os caminhos de comunicação do cérebro.
Este, aliás, é outro dos pontos cruciais. Para que a interação com as máquinas seja viável, precisaremos de processadores que entendam a linguagem da mente. Isso significa simular nossos neurônios em forma de inteligência artificial. O Projeto Synapse, da IBM, deu um belo passo neste sentido: em 2011, lançou dois chips neurossinápticos, cujo funcionamento imita o do cérebro.
Compostos por 256 “neurônios eletrônicos”, eles não se limitam a processar dados da maneira como foram previamente programados, mas aprendem com os resultados. O objetivo é criar um sistema completo e ligá-lo a sensores capazes de interagir com o ambiente em volta. Com base nas informações dos sensores e nas experiências aprendidas do passado, o sistema passará a adaptar seu comportamento.
Para chegar a isso, a estrutura precisará de 10 bilhões de “neurônios eletrônicos”, consumir menos de um quilowatt de energia e ocupar um volume menor do que dois litros. O segundo estágio do projeto conta com apoio do governo americano e parcerias com quatro grandes universidades: Columbia, Cornell, UCLA e Wisconsin.
A chamada “reengenharia do cérebro” também é buscada ainda por um grupo de bioengenheiros da Universidade de Stanford, que já criou protótipos de chips não digitais que simulam o funcionamento dos neurônios pelo projeto Blue Brain do Instituto de Tecnologia de Lausanne. Este conseguiu conectar 10 mil neurônios virtuais por meio de cabos em um formato que imita a rede de neurônios.
Nesse caminho, o projeto mais avançado de estruturas físicas é do neurocientista Theodore Berger, da Universidade do Sul da Califórnia. Ele criou uma prótese do hipocampo, área do cérebro ligada à memória. Testada em ratos e macacos, no último ano, o chip conseguiu substituir neurônios na função de guardar memórias.
Os testes com os humanos devem começar no ano que vem. Se o chip der resultado, num primeiro momento deve substituir neurônios de pessoas com Alzheimer. Num segundo, pode ser o pontapé inicial da substituição de partes do cérebro com componentes eletrônicos, a caminho de uma integração mais próxima entre a parte orgânica e eletrônica.
Esse tipo de estrutura física seria essencial para que uma eventual mente transformada em dados pudesse “habitar” a nova casa. Mas tão essencial quanto os chips neuronais seriam as simulações de inteligência artificial para tentar reproduzir a atuação da mente dentro de um suporte eletrônico.
Nesse sentido, há projetos ambiciosos usando supercomputadores. Um deles é o Human Brain Project, agora bancado pela União Europeia. O coordenador do projeto, Henry Markram, apresentou, em 2011, a versão simulada do funcionamento de 1 milhão de neurônios de ratos. Seu objetivo é fazer uma simulação parecida do funcionamento completo do cérebro de um ser humano.
Markram tem um ponto de partida promissor: entre 1995 e 2005, ele mapeou o que ele chama de “coluna neocortical”, um módulo de dois milímetros de altura e meio milímetro de diâmetro, que contém 60 mil neurônios. Essa estrutura se repete por todo o sistema nervoso — entendê-la melhor vai permitir desenvolver equipamentos que a imitem, facilitando a criação de cérebros eletrônicos capazes de receber a mente humana transformada em dados.
No limite, a união entre as interfaces físicas e as simulações digitais poderá dar em um novo cérebro, feito de silício. “O caminho passa pela nanotecnologia. Nanorrobôs e chips, formando um sistema, poderão substituir o cérebro biológico”, diz Ioan Opris, pesquisador que está desenvolvendo microcircuitos para substituir o córtex cerebral.
SUA MENTE VIRA LUZ
Quando for possível mapear e traduzir todo o cérebro e existirem formas de fazê-lo conversar na mesma língua das máquinas, o upload da mente vai estar muito próximo. Interessado em acelerar as condições para fazer dele uma realidade, Randal Koene lançou em 2010 a entidade Carbon Copies.
Quando for possível mapear e traduzir todo o cérebro e existirem formas de fazê-lo conversar na mesma língua das máquinas, o upload da mente vai estar muito próximo. Interessado em acelerar as condições para fazer dele uma realidade, Randal Koene lançou em 2010 a entidade Carbon Copies.
Seu objetivo é criar mentes que se mantenham ativas independentemente do meio — seja um corpo biológico, um avatar físico, um HD de computador ou um avatar holográfico. “Estamos pesquisando formas de fazer a transferência dos dados. Nosso objetivo é desenvolver formatos diferentes, que garantam cópias rápidas e sem erros”, afirma Koene.
Neste momento, a Carbon Copies avalia as vantagens e desvantagens de seis formatos diferentes de arquivo.
“O próprio fato de a questão da imortalidade estar agora na mão de engenheiros, e não mais apenas de filósofos ou teólogos, já representa que este agora é um problema muito mais palpável”, afirma o neurofisiologista Mikhail Lebedev. “O mais importante é acelerar o desenvolvimento de todas as frentes de pesquisa necessárias para darmos este salto evolutivo”, diz o filósofo Anders Sandberg, professor do Future of Humanity Institute e um dos pesquisadores participantes da Iniciativa 2045. “É um bom momento para se estudar neurologia. Este é o campo de onde vão surgir as pesquisas e as invenções mais impactantes para nossa espécie”.
Mas, para que a imortalidade cerebral se torne viável, ainda existem muitos obstáculos a superar. Nosso cérebro pode realizar 36,8 quatrilhões de operações por segundo, mais do que o dobro do que o supercomputador mais potente hoje. Além disso, não basta alcançar a mesma capacidade de processamento, é preciso reproduzir exatamente o funcionamento do cérebro humano, uma tarefa que depende de avanços grandiosos em várias áreas: neurologia, ciência da computação, fotografia em alta resolução, nanotecnologia, genética, biotecnologia, engenharia, filosofia, psicologia... São tarefas para muitas décadas, possivelmente além de 2045.
As limitações não incomodam os pesquisadores. “Devemos demorar mais uns bons anos para decifrar o cérebro, mas estou certo de que conseguiremos. Quanto a transferir a mente, os desafios de engenharia ainda são muito grandes. Deve demorar mais que 2045”, diz Arthur Toga. Assim como os arquitetos medievais, que projetavam catedrais que nunca veriam prontas, eles sabem que estão dando os primeiros passos rumo a um futuro viável apenas dentro de algumas gerações. “Não seremos capazes de usar os avatares carregados com nossas mentes”, afirma Lebedev. “Mas estamos abrindo a trilha para que a próxima geração pavimente o caminho e a seguinte viva num mundo totalmente novo”.
PROJEÇÃO | A CAMINHO DO AVATAR > Conheça as metas da Iniciativa 2045 até chegar ao upload da mente
2015-2020 > Surgimento de uma cópia robótica do corpo, remotamente controlada por interfaces cérebro-máquina.
EM QUE PÉ ESTÁ: O mais perto de um corpo robótico controlado pela mente é o exoesqueleto de Miguel Nicolelis que deve ser lançado durante a Copa do Mundo.
EM QUE PÉ ESTÁ: O mais perto de um corpo robótico controlado pela mente é o exoesqueleto de Miguel Nicolelis que deve ser lançado durante a Copa do Mundo.
2020-2025 > Avatar para o qual o cérebro é transplantado no fim da vida.
EM QUE PÉ ESTÁ: Já existe tecnologia para ler comandos cerebrais e movimentar próteses robóticas de mãos, braços e pés, mas ainda não com precisão para um avatar.
EM QUE PÉ ESTÁ: Já existe tecnologia para ler comandos cerebrais e movimentar próteses robóticas de mãos, braços e pés, mas ainda não com precisão para um avatar.
2030-2035 > Avatar com inteligência artificial, para o qual a personalidade de uma pessoa é transferida no fim da vida.
EM QUE PÉ ESTÁ: O primeiro passo para digitalizar a personalidade é decodificar as conexões neuronais, o que está em curso e deve demorar pelo menos dez anos.
EM QUE PÉ ESTÁ: O primeiro passo para digitalizar a personalidade é decodificar as conexões neuronais, o que está em curso e deve demorar pelo menos dez anos.
2040-2045 > A consciência sobreviverá sem corpo robótico ou orgânico.
EM QUE PÉ ESTÁ: O projeto Carbon Copies pretende simular mentes independentes de substratos, mas ainda não há nada de concreto.
EM QUE PÉ ESTÁ: O projeto Carbon Copies pretende simular mentes independentes de substratos, mas ainda não há nada de concreto.
FUTUROLOGIA | O QUE PODE ACONTECER COM O UPLOAD DA MENTE? > GALILEU pediu a cientistas e filósofos que previssem possíveis implicações da digitalização do cérebro
TURBINADO > Nossos neurônios trocam sinais a, no máximo, 150 metros por segundo. Nada mal, mas um computador pode trocar bits à velocidade da luz, 2 mil vezes mais rápido. Transplantada para um cérebro artificial, a mente poderia ter um upgrade e solucionar questões complexas, como a unificação da teoria da relatividade com a física quântica.
MOCHILEIRO DAS GALÁXIAS > Se a mente virar dados, um feixe de laser poderia transportá-la na velocidade da luz para mundos distantes. “Embora possa demorar séculos para o feixe chegar ao destino, do ponto de vista da mente sendo transmitida, a viagem seria instantânea”, escreve o físico teórico Michio Kaku em seu livro recém-lançado The Future of the Mind. Naves também poderiam transportar avatares robóticos sem carregar peso extra, como alimentos e equipamentos necessários à sobrevivência do corpo orgânico.
CLONES > Um cérebro que virou dados pode ser transferido, copiado ou alterado. Diferentes versões de você poderiam ocupar vários avatares, que seriam mentes idênticas no momento da divisão. Nossa noção de individualidade viraria pó.
SINTA COMO EU SINTO > Em vez de tentar descrever uma emoção, você passaria exatamente aquele estado mental a uma outra mente conectada à mesma rede. O papel da arte enquanto transmissora de emoções teria de ser ressignificado.
CRISE DE IDENTIDADE > Estudos mostram que pessoas forçadas ao isolamento sofrem perda de memória, depressão e falta de capacidade de comunicação. “O upload da mente gerará a perda de nossos sentidos, de nossas sensações. E isso pode levar a uma forte depressão”, afirma o filósofo da mente João de Fernandes Teixeira. É possível que, com o tempo, ao menos alguns suportem a mudança e comecem a enxergar no novo corpo uma casa definitiva.
ARTIGO | JOÃO DE FERNANDES TEIXEIRA >
“Não queremos uma vida infinita”
Filósofo da mente e professor da Universidade Federal de São Carlos analisa as perspectivas abertas pela neurociência
“Não queremos uma vida infinita”
Filósofo da mente e professor da Universidade Federal de São Carlos analisa as perspectivas abertas pela neurociência
“A vida pode ser insuportavelmente longa”, disse certa vez o poeta americano T.S. Eliot. De fato, quando conversamos com pessoas bem idosas, muitas deixam entrever seu cansaço com a vida, que resulta do acúmulo de experiências dolorosas e de tristezas causadas por perdas de todo tipo. A morte pode ser uma porta de saída. Mas, se formos imortais, o descanso fica inviável. Creio que a aspiração normal dos seres humanos é uma vida longa e com saúde. Mas não infinita.
Nossa mente está se adaptando à interação com dispositivos inteligentes, mas não conscientes. Isso está mudando o que concebemos como inteligência. Aliás, ela já mudou a partir do momento em que começamos a interagir com computadores, mesmo os atuais. Toda nossa cultura foi adaptada à arquitetura da internet e das redes sociais. Em vez de as máquinas estarem se adaptando a nós, ocorre o inverso: estamos nos adaptando, cada vez mais, a elas.
Essa nova realidade traz um grande desafio ético: a perda da identidade pessoal. No mundo atual, já convivemos com as redes sociais que, embora não conectem diretamente o cérebro das pessoas, já criaram uma enorme rede na qual elas se identificam por meio de poucas características pessoais, cheias de falsas identidades e com valor excessivo dado à quantidade de amigos e seguidores. Albert Einstein já dizia: “O dia em que a tecnologia ultrapassar a interatividade humana, o mundo terá uma geração de idiotas”.
As pessoas se esquecem que o importante não é a rede, não é estar conectado, mas as pessoas que estão nessa rede, quem são elas e por que se conectam. Imagino que, com um passo a mais — a ligação direta entre cérebros —, haverá uma destruição completa da individualidade e uma das suas principais características: a privacidade.
