Tecnologia. Inteligente.

Muitos já ouviram falar de pessoas com transtornos cognitivos e de desenvolvimento (como autismo) que apresentam desempenho espetacular em algumas tarefas bem específicas (como decorar a lista telefônica, desenhos com alto grau de detalhe, ou cálculos matemáticos). O termo usado nessa condição é savant, e foi retratado em filmes como Rain Man, inspirado na vida de Kim Peek (que tem memória eidética - popularmente conhecida como “fotográfica”).

Em uma das listas relacionadas ao Singularity Institute for Artificial Intelligence (temos um contato próximo: desenvolvemos projetos de IA relacionados e sou um mentor do instituto no Google Summer of Code) está sendo discutido o trabalho de Allan Snyder, um pesquisador da Universidade de Sydney, Austrália, que estuda o uso de estimulação magnética transcraniana of lobo temporal esquerdo para induzir capacidades similares às dos savant em pessoas normais.

O método é discutido nesse artigo do New York Times, de 2003. Recentemente nos Estados Unidos o canal National Geographic apresentou um documentário chamado “Accidental Genius” sobre esse tema, com experimentos em universitários voluntários.

Nesses experimentos, o desempenho de voluntários em tarefas como ler uma frase com um pequeno erro gramatical, desenhar um cavalo e estimar quantos pontos foram mostrados brevemente numa tela é primeiro avaliado. Depois disso, os voluntários são submetidos a 15 minutos de estimulação magnética transcraniana em pontos específicos do cérebro, e repetem os experimentos.

Os resultados são extremamente curiosos. O nível de detalhe dos desenhos aumenta perceptivelmente; a precisão na estimativa da contagem de pontos dobra. A capacidade de leitura, entretanto, é afetada: a frase com um pequeno erro que era lida normalmente antes do experimento agora causa dificuldade no voluntário.

O documentário pode ser assistido (em inglês) no site do National Geographic (vá no dia 7 de Maio, às 4:00 PM).

Fãs de ficção científica vão com certeza se lembrar do excelente A Deepness in the Sky, de Vernor Vinge, e dos mentats do clássico Duna, de Frank Herbert. Em ambos, pessoas comuns são treinadas e modificadas para se tornarem especialistas em uma determinada área, alcançando desempenho superior até mesmo dos computadores da ficção. Em Duna, esse desempenho é possibilitado por uma droga, sapho; no livro de Vinge, usa-se a mesma estimulação magnética transcraniana estudada por Allan Snyder.

Estarão um upgrades cognitivos disponíveis, talvez para a população em geral, talvez para casos específicos (analistas militares, financeiros, profissionais de determinadas áreas) ? Quais seriam os impactos éticos desse tipo de processo ? Serão tais medidas (bem como o uso de medicamentos supostamente capazes de aumentar o desempenho intelectual, os chamados nootrópiocos) tratadas como o doping com esteróides anabolizantes é hoje no esporte ? Perguntas interessantíssimas…

Recentemente, o time da Biomind do Vetta Labs resolveu estudar os efeitos da RC em camundongos usando experimentos de microarray públicos e técnicas de aprendizado de máquina. Esses resultados geraram um paper, aceito para publicação na mais famosa revista relacionada ao estudo de longevidade e envelhecimento, a Rejuvenation Research. Nesse post vou dar uma visão geral sobre a parte biológica da coisa e falar um pouquinho dos resultados que obtivemos – mais detalhes quando o paper sair definitivamente do forno

Apesar de todas as especulações, até hoje a única ferramenta cientificamente comprovada contra o envelhecimento é a restrição calórica (RC). Bom, tem também o resveratrol, um composto polifenólico extraído da casca das uvas, mas isso já foi assunto de outro post.

A restrição calórica possui, muitas vezes, o poder de até dobrar a vida de camundongos de laboratório, dentre outros animais. A única coisa a ser feita é diminuir em 30% as calorias ingeridas pelos animais, sem, é claro, privá-los dos nutrientes fisiologicamente necessários para que mantenham uma vida saudável - mas com fome.

Os efeitos e o mecanismo fisiológico e molecular de ação da RC em animais vêm sendo estudados a fundo nos últimos anos e muitas teorias foram criadas a respeito de seu funcionamento. Dentre elas, vou descrever algumas:

• teoria dos radicais livres: quanto mais se come, mais radicais livres serão gerados pelas mitocôndrias e maior será o dano oxidativo e celular, levando à senescência. As mitocôndrias são grandes vilãs do envelhecimento – já dizia Aubrey de Grey!

• teoria do desenvolvimento: alguns genes, que são responsáveis por um rápido desenvolvimento dos organismos (para que alcancem logo o estágio reprodutivo), são também responsáveis pelo envelhecimento rápido. Acredita-se que esses genes devem ser desativados com a RC - não há comida suficiente para alimentar uma futura prole, então é melhor esperar um pouco - e dessa forma o envelhecimento também é prorrogado

• teoria da hormesis – pequenos estresses devem gerar uma mudança nas prioridades dos organismos. A RC, tida como um pequeno estresse, faria com que o organismos priorizassem o combate aos danos oxidativos e o reparo de DNA, ao invés de gastar energia com desenvolvimento e reprodução. Essa mudança de prioridade deve retardar o envelhecimento. Testes já estão sendo feitos com drogas que causam pequenos estresses nos organismos para se conseguir mimetizar o efeito da RC.

Uma maneira de se estudar o efeito da RC é verificando quais genes estão sendo mais ativados ou mais desativados em organismos sob RC, em comparação com organismos em dieta normal e tentar entender por que isso acontece.

Os microarrays são ferramentas excelentes pra esse tipo de tarefa e o pessoal da Biomind do Vetta Labs é especialista em analisar esse tipo de dados, porém de uma maneira não convencional, usando a técnica de aprendizado de máquina (machine learning). Mais detalhes sobre a técnica no post do Omni.

Os resultados obtidos concordam com a hipótese de que os efeitos da RC na longevidade é um processo multifatorial., provavelmente centrado no estresse oxidativo causado pelo funcionamento da mitocôndria, ligado ao reparo de DNA e com uma conexão com a teoria do desenvolvimento (encontramos alguns genes importantes ao efeito da RC ligados às ciclinas, que são relacionadas ao ciclo celular e desenvolvimento). Também encontramos ligações entre genes que ligam as teorias da hormesis e dos radicais livres.

Com isso mostramos que uma tecnologia de aprendizado de máquina pode servir como um amplificador, mostrando relações biológicas que não são claramente perceptíveis nesses dados por técnicas convencionais.

Bom, para os mais curiosos, assim que o paper for publicado colocaremos o link aqui