Um novo estudo apresenta um novo modelo neurocomputacional do cérebro humano, que pode esclarecer como o cérebro desenvolve habilidades cognitivas complexas e avançar na pesquisa de inteligência artificial neural. Uma equipe internacional de cientistas do Institut Pasteur e da Universidade Sorbonne em Paris, do CHU Sainte-Justine, Mila – Instituto de Inteligência Artificial de Quebec e da Universidade de Montreal conduziram o estudo.
O modelo, que foi destaque na capa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), descreve o desenvolvimento neural em três níveis hierárquicos de processamento de informações:
– o primeiro nível sensório-motor explora como a atividade interna do cérebro aprende padrões de percepção e os associa à ação;
– o nível cognitivo examina como o cérebro combina contextualmente esses padrões;
– por último, o nível consciente considera como o cérebro se dissocia do mundo exterior e manipula padrões aprendidos (via memória) não mais acessíveis à percepção.
A ênfase do modelo na interação entre dois tipos fundamentais de aprendizagem – aprendizagem hebbiana, associada à regularidade estatística (ou seja, repetição), ou como o neuropsicólogo Donald Hebb colocou, “neurônios que disparam juntos, conectam-se” – e aprendizagem por reforço, associada com recompensa e o neurotransmissor dopamina, fornece insights sobre os mecanismos fundamentais subjacentes à cognição.
O modelo resolve três tarefas de complexidade crescente nesses níveis, do reconhecimento visual à manipulação cognitiva de percepções conscientes. A cada vez, a equipe introduziu um novo mecanismo central para permitir o progresso.
Os resultados destacam dois mecanismos fundamentais para o desenvolvimento multinível de habilidades cognitivas em redes neurais biológicas:
– epigênese sináptica, com aprendizado hebbiano em escala local e aprendizado de reforço em escala global;
– e dinâmica auto-organizada, por meio de atividade espontânea e relação excitatória/inibitória equilibrada dos neurônios.
“Nosso modelo demonstra como a convergência neuro-AI destaca mecanismos biológicos e arquiteturas cognitivas que podem alimentar o desenvolvimento da próxima geração de inteligência artificial e até mesmo levar à consciência artificial”, disse o membro da equipe Guillaume Dumas, professor assistente de psiquiatria computacional na da Universidade de Montreal e pesquisador principal do Centro de Pesquisa CHU Sainte-Justine.
Alcançar este marco pode exigir a integração da dimensão social da cognição, acrescentou. Os pesquisadores estão agora procurando integrar dimensões biológicas e sociais em jogo na cognição humana. A equipe já foi pioneira na primeira simulação de dois cérebros inteiros em interação.
Ancorar futuros modelos computacionais em realidades biológicas e sociais não apenas continuará a esclarecer os principais mecanismos subjacentes à cognição, acredita a equipe, mas também ajudará a fornecer uma ponte única para a inteligência artificial em direção ao único sistema conhecido com consciência social avançada: o humano cérebro.
Publicado em 15/11/2022 05h53
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