EParece a abertura de um filme de ficção científica, mas cientistas norte-americanos recentemente carregaram uma cópia do cérebro de uma mosca viva em uma simulação. Em São Francisco, a empresa de biotecnologia Eon Systems criou um inseto virtual que sabia andar, voar, limpar-se e alimentar-se no seu ambiente virtual. Enquanto isso, pesquisadores na Austrália ensinaram uma placa de Petri contendo 200.000 células cerebrais humanas para jogar o icônico jogo de tiro Doom dos anos 90. Um experimento empurrou um cérebro para dentro de um computador; o outro conectou um computador às células cerebrais.
Ambas as histórias foram saudadas como avanços científicos, mas também suscitaram receios inevitáveis sobre as perspectivas de seres humanos criados em laboratório e de clones digitais. Deveríamos nos preocupar?
Foi a startup australiana Cortical Labs, em Melbourne, que ensinou um prato de neurônios cultivados em laboratório a jogar Pong em 2022. Agora ela construiu o que descreve como “o primeiro computador biológico implantável em código do mundo”, rodando em tecido humano vivo em vez de chips de silício, que está jogando alegremente o jogo de tiro Doom de 1993.
aspas duplasNo começo ele não sabia se mover, mirar ou atirar. Então atiraria em dois inimigos e pararia. Então é definitivamente um aprendizado
“Na terra dos nerds da ciência da computação, existe essa obsessão em fazer o Doom rodar em tudo, de calculadoras a micro-ondas”, me disse Hon Weng Chong, CEO da Cortical Labs, durante o Zoom de Melbourne. “Assim que conseguimos fazer Pong funcionar, a primeira coisa que as pessoas disseram foi: ‘Quando você vai fazer Doom?’”
O cérebro humano médio contém cerca de 86 mil milhões de neurónios – o equivalente a cerca de 430 mil placas de Petri. Mas como colher 200 mil células cerebrais sem recorrer a uma serra e a uma colher de sorvete?
“Na verdade, elas são minhas células cerebrais – pelo menos a maioria delas é”, diz Chong com orgulho. “Não há raspagem nem extração cerebral. É uma técnica muito bacana que foi desenvolvida pelo professor Shinya Yamanaka, ganhador do Prêmio Nobel em 2012.”
Tudo que você precisa é de 10ml de sangue (neste caso, de Chong), dos quais podem ser coletados cerca de 100 glóbulos brancos. Estas podem então ser reprogramadas em células estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs) – os blocos de construção biológicos do corpo – que podem então ser reproduzidas exponencialmente.
Close de 200.000 neurônios em uma lâmina de vidro do tamanho de uma peça de 50p. Fotografia: Laboratórios Corticais
“Essencialmente, revertemos o relógio biológico de volta a um estado embrionário, induzimo-los em neurônios e os colocamos em um chip de vidro aproximadamente do tamanho de um pedaço de 50p”, explica Chong. “Como eles estão em um chip – e a eletricidade é a linguagem comum entre os neurônios e o sistema de computador – podemos interagir com eles e fazê-los jogar Doom.”
A Cortical Labs conduziu seu experimento Pong internamente, mas desta vez contatou o cingapuriano Sean Cole, de 24 anos, que acabou de concluir um mestrado em inteligência artificial na Universidade de Sussex, e cujo pai é amigo de seu CEO. Cole escreveu o código remotamente, que a equipe testou em suas máquinas locais.
“Fiquei um pouco surpreso por ter funcionado da primeira vez”, ele me disse pelo Zoom.
Então, como uma placa de Petri com células cerebrais representa Doom quando não tem olhos? Ou dedos? “Fazemos um instantâneo do jogo com informações como a saúde do jogador e a posição dos inimigos, passamos por uma rede neural, convertemos em números e enviamos os dados”, explica Cole. “Isso é chamado de codificação – essencialmente transformar o estado do jogo em sinais que os neurônios podem entender. Os neurônios então disparam uma saída – mover para a esquerda, mover para a direita, andar para frente, atirar ou não atirar – que o sistema decodifica e converte de volta em ações no jogo.”
“Se você pensar em como os humanos funcionam, temos informações entrando em nossa retina, que são convertidas em sinais elétricos, processadas no cérebro e então ocorre uma saída”, acrescenta Chong. “Realmente não é diferente disso.”
Se um computador cheio de células cerebrais está jogando videogame e tomando decisões, isso significa que é sentimento? Ou está apenas se comportando como um jogador comum de Doom? “As pessoas têm percepções diferentes sobre o que é sentimento”, diz Cole. “Eu definitivamente não acho que ele esteja consciente. No começo ele não sabia como se mover, mirar ou mesmo atirar. Depois ele atirava nos dois primeiros inimigos e parava – quase como se estivesse se preservando. Então, definitivamente está aprendendo. Conseguimos controlar um cérebro para aprender em um ambiente muito controlado. O próximo passo poderia ser algo como o Neuralink, onde você injeta um chip no cérebro para treinar alguém a aprender um idioma mais rápido.”
Exatamente como as células estão aprendendo a jogar não está claro. “Podemos levantar a hipótese de que pode envolver coisas como o princípio da energia livre – a ideia de que os sistemas vivos agem para minimizar a energia livre – ou a aprendizagem hebbiana, onde as conexões entre os neurônios se fortalecem quando disparam juntos.” Poderíamos algum dia usar tecnologia como essa para aprender kung fu instantaneamente, como em Matrix? “Se encontrarmos uma maneira de conectar com segurança essa tecnologia aos humanos, essas serão as implicações”, diz Cole. “Uma grande preocupação seria: e se você substituir as memórias de alguém?”
‘Não acho que seja consciente’… Doom codificado para o computador biológico jogar. Fotografia: Laboratórios Corticais
Embora Chong diga que gostaria de tentar fazer com que os neurônios joguem Pokémon em seguida, a verdadeira aplicação futura aqui não reside em fazer com que bandejas de neurônios humanos se transformem em Minecraft ou Grand Theft Auto, mas na medicina. “As pessoas estão olhando para isso do ponto de vista da pesquisa biomédica, para modelagem de doenças”, diz ele. “Coisas como a epilepsia, em que os medicamentos poderiam ser testados em neurónios cultivados fora do corpo – não apenas para descobrir novos medicamentos, mas para adaptá-los a um nível pessoal.”
Enquanto isso, em São Francisco, onde a Eon Systems escaneou o cérebro de uma mosca da fruta e o recriou como um inseto virtual, a grande notícia científica é que a equipe basicamente recriou a fiação comportamental da criatura. O inseto digital já sabia se comportar como uma mosca, sem nenhum treinamento ou orientação. Isto desafia um pressuposto central da IA moderna: a de que a inteligência deve ser adquirida. No caso da mosca, muito do seu comportamento parece estar embutido.
“O cérebro foi escaneado usando microscopia eletrônica. Nosso chefe de engenharia liderou um projeto para emular esse cérebro, e agora colocamos o cérebro emulado de volta em um corpo, para que ele possa vagar por um mundo virtual”, disse-me Michael Andregg, CEO da Eon Systems.
O cérebro de uma mosca da fruta compreende cerca de 140 mil neurônios – o equivalente a cerca de cinco placas de Petri. A mosca virtual tem 87 articulações e pode fazer praticamente tudo que uma mosca real pode. Mas será que ele percebe que está vivendo em uma simulação?
“A mosca provavelmente sabe que algo está errado, porque não estamos simulando o ambiente com alta fidelidade”, diz Andregg. “Não podemos dar pistas muito específicas de sabor e cheiro – apenas que algo tem cheiro doce ou amargo, mas não há aromas complexos.”
aspas duplas O paradoxo de Moravec é bem conhecido na robótica: o que os humanos acham difícil, os computadores acham fácil e vice-versa
A emulação cerebral, sugere Andregg, poderia eventualmente permitir que os humanos “floresçam em um mundo com superinteligência. Nosso objetivo é fazer com que a emulação e o cérebro e o corpo computados pareçam indistinguíveis do corpo e do cérebro bioquímicos naturais”, continua ele. “Se parecer diferente, fizemos algo errado.”
Mas ainda estamos muito longe do futuro do tipo “carregar-se-na-internet” imaginado em Devs ou The Lawnmower Man, principalmente porque, neste caso, o cérebro da mosca teve que ser removido primeiro do corpo. “Escanear o corpo foi muito difícil”, diz Andregg, o que provavelmente reduzirá a lista de espera de voluntários humanos dispostos a experimentar a tecnologia.
A mosca digital e um mapa de seus 140 mil neurônios. Fotografia: Eon Systems
Enquanto isso, Chong acredita que a computação biológica poderia alcançar coisas com as quais a computação tradicional tem lutado. “Existe uma coisa chamada paradoxo de Moravec, que é bem conhecida na robótica: o que os humanos acham muito difícil, os computadores acham fácil, e o que os computadores acham difícil, os humanos acham fácil”, diz ele.
“O raciocínio abstrato, a matemática e a linguagem são relativamente recentes em termos evolutivos, e é em parte por isso que os computadores se destacam neles. Mas o controle motor e a tomada de decisões probabilísticas são coisas que herdamos ao longo de milhões de anos de evolução. Os robôs podem ser muito bons na resolução de problemas matemáticos, mas ainda estamos tentando construir robôs que possam andar corretamente.” Sistemas biológicos como a simulação da mosca da fruta, diz ele, poderão eventualmente alimentar robôs, drones e outras máquinas que precisam de navegar na imprevisibilidade confusa do mundo real.
Por enquanto, o primeiro computador biológico da humanidade está ocupado fazendo o que os humanos sempre fizeram com as novas tecnologias: jogar. E em algum lugar do Vale do Silício, uma mosca da fruta está vivendo sua segunda vida dentro de um computador, totalmente inconsciente de que está vivendo na Matriz do inseto.
