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sexta-feira, 8 de agosto de 2014

Cientistas inventam chip capaz de aprender como o cérebro humano


Cientistas apresentaram nesta quinta-feira um chip do tamanho de um selo dos correios, que opera como um supercomputador que imita o funcionamento do cérebro humano.

O chamado chip "neurossináptico" abre todo um leque de possibilidades na computação, de carros que se dirigem sozinhos a sistemas de inteligência artificial que podem ser instalados em celulares inteligentes, explicaram seus criadores.

Cientistas de IBM, Cornell Tech e colaboradores de todo o mundo disseram que foi preciso adotar um novo conceito de design em comparação com arquiteturas de computação prévias, avançando para um sistema chamado de "computação cognitiva".

"Nós nos inspiramos no córtex cerebral para desenhar esse chip", afirmou Dharmendra Mohda, diretor científico da IBM para a computação inspirada no cérebro.

Mohda explicou que a linhagem dos computadores atuais remonta a máquinas criadas nos anos 1940, que são, essencialmente "calculadoras de números sequenciais", que agem de forma matemática, ou que executam tarefas próprias da parte esquerda do cérebro, porém um pouco mais.

Já o novo chip, também chamado "TrueNorth", opera imitando o lado "direito do cérebro", onde estão as funções que processam a informação percebida pelos sentidos, razão pela qual pode responder a imagens, aromas e informações do entorno para "aprender" a agir em diferentes situações.

O sistema consegue fazer isso usando uma grande rede de "neurônios e sinapses", similares às que o cérebro humano utiliza para usar informação compilada dos sentidos.

Os cientistas projetaram TrueNorth com um milhão de neurônios programáveis e 256 milhões de sinapses programáveis em um chip com 4.096 núcleos e 5,4 bilhões de transistores.

Outro fator-chave desse chip é seu baixo consumo, pois é capaz de funcionar com uma pequena bateria como as utilizadas nos fones de ouvido, razão pela qual pode ser instalada em carros, ou celulares inteligentes.

Seus inventores acreditam que ainda levará anos para que o chip esteja disponível em aplicativos comerciais, mas destacam que tem o potencial de "transformar a sociedade" - sobretudo, quando "computadores híbridos" combinarem, no futuro, as capacidades do lado esquerdo e direito do nosso cérebro.

terça-feira, 29 de abril de 2014

Inspirado no cérebro humano, chip é 9 mil vezes mais rápido que PC

Reprodução
Engenheiros da Universidade de Stanford, nos EUA, criaram o Neurogrid, um processador baseado no cérebro humano capaz de ser 9.000 vezes mais eficiente do que um computador comum. A pesquisa foi publicada recentemente na revista "Proceedings of the IEEE", do Instituto Internacional de Engenharia Elétrica e Eletrônica.

De acordo com as informações, o dispositivo consome 40 mil vezes menos energia do que um PC convencional para funcionar. Entretanto, a técnica de fabricação ainda é cara e faz com que cada protótipo saia por US$ 40 mil (R$ 89 mil).

Os pesquisadores preveem que a modernização do processo possa levar à diminuição drástica do custo - para cerca de US$ 400. A ideia é viabilizar a utilização do Neurogrid em sistemas que controlem membros paralisados do corpo humano e dispositivos eletrônicos no dia a dia.

Outro desafio dos pesquisadores é simplificar o processo de criação para que os desenvolvedores consigam trabalhar para o sistema. Por ser organizado como um cérebro, o chip demanda alto grau de complexidade para estimular seu desempenho.

quarta-feira, 19 de fevereiro de 2014

Teoria de Freud é respaldada por escâneres cerebrais

Cientistas da King’s College e da Universidade de Melbourne dão razão ao psicanalista ao apontar lembranças reprimidas como causa da histeria

Hans Casparius/ Getty Images
Sigmund Freud talvez tenha tido razão ao apontar lembranças reprimidas como causa da histeria.

Cientistas da King’s College, em Londres, e da Universidade de Melbourne descobriram, utilizando escâneres cerebrais, que o estresse psicológico pode ser o responsável por sintomas físicos sem explicação, como paralisias e convulsões.

Os pacientes apresentaram diferenças na atividade cerebral quando tiveram lembranças traumáticas comparados com voluntários saudáveis em um estudo publicado na edição da revista JAMA Psychiatry do mês passado. Além de apoiar a teoria de Freud e ajudar a explicar uma das reclamações mais comuns ouvidas pelos neurologistas, a pesquisa poderia criar novas abordagens de tratamento para os pacientes cujos sintomas costumavam ser menosprezados pelos doutores no passado.

“Trata-se do primeiro artigo de que eu sou ciente que realmente mostra que eventos traumáticos prévios definitivamente podem desencadear esse tipo de resposta motora”, disse John Speed, professor de medicina e reabilitação física na Universidade de Utah em Salt Lake City, que não esteve envolvido na pesquisa. “Isso é muito estimulante”.

A pesquisa é uma das mais recentes que demonstram como dispositivos de escâner cerebral feitos por companhias como a Siemens AG, a General Electric Co. e a Royal Philips NV estão sendo usados para ajudar a desvendar sintomas neuropsiquiátricos que costumavam desconcertar os médicos.

Os cientistas utilizaram imagens de ressonâncias magnéticas (fMRI) para acompanhar mudanças no fluxo sanguíneo para áreas específicas do cérebro enquanto se perguntava aos participantes sobre seu passado, o que produziu vistas anatômicas e funcionais dos seus cérebros.

As lembranças reprimidas foram um princípio das teorias psicológicas de Freud sobre a natureza dos processos mentais inconscientes. O neurologista austríaco, que ficou conhecido como o pai da psicanálise, usou o termo repressão para descrever a forma em que eventos emocionalmente dolorosos podiam ser bloqueados fora da consciência. Este mecanismo de autoproteção, postulou Freud, podia criar sintomas psicossomáticos rotulados “histeria” na época, em um processo atualmente conhecido como conversão.

‘Fingindo’

Os casos se manifestam tipicamente em forma de uma fraqueza ou paralisia em um lado do corpo, similar a um derrame. Entre os sintomas podem ocorrer convulsões não causadas por epilepsias. Os médicos nunca descobriram uma base neurológica para a condição – os cérebros, nervos e músculos dos pacientes pareciam estar normais –, o que os leva a acreditarem que os sintomas são psicossomáticos e criam a suspeita de que os pacientes estejam inventando suas doenças, disse Richard Kanaan, professor de psiquiatria na Universidade de Melbourne e um dos autores do estudo.

“Ainda é pouco entendido, até mesmo pela maioria dos médicos”, disse Speed, que tratou mais de 200 casos. “Eu tive inúmeros pacientes que me disseram que ninguém acreditava neles, ou que lhes disseram bruscamente que estavam fingindo”.

O estudo realizado por Kanaan e seus colegas da King’s College, em Londres, envolveu 12 pacientes com desordem de conversão e 13 adultos saudáveis sem a condição.

Modelo freudiano

Todos os participantes foram identificados por ter experimentado eventos estressantes na vida. Os pesquisadores empregaram fMRI para localizar as áreas com atividade cerebral quando se pediu aos participantes que lembrassem detalhes sobre essas experiências.

Nos pacientes com conversão, a lembrança pareceu ativar uma área do cérebro conhecida como o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo, ao passo que outras lembranças – até mesmo as irritantes – em ambos os grupos de pacientes ativaram o hipocampo, uma parte do cérebro importante para a formação das lembranças.

“Trata-se, eu acho, da primeira exploração científica de algo como um modelo freudiano, que é ignorado há tempos”, disse Kanaan, em entrevista do seu escritório no Austin Hospital de Melbourne, no qual é diretor de psiquiatria.

A abordagem de Freud para tratar os pacientes com desordem de conversão consistia em desvelar o trauma suprimido mediante a psicoterapia e ajudar a relembrar e reprocessar essas lembranças para aliviar os sintomas.

Ainda que Freud não tivesse as ferramentas para explorar os mecanismos mediante os quais podia ocorrer a desordem da conversão, ele “acertou o conceito”, disse Speed. “A conversão é simplesmente uma manifestação física muito incomum e mais grave do estresse, na qual há um bloqueio de mensagens do ou para o cérebro”.

terça-feira, 11 de fevereiro de 2014

Cérebro vê emoticon como se fosse um rosto humano

Os cientistas da Universidade Flinders constataram que os emoticons acionam partes do cérebro normalmente usadas quando se observa um rosto real

Holger Eilhard/Photopin
Os emoticons se tornaram tão importantes para a nossa sociedade que já começam a mudar a maneira como o cérebro humano funciona.

Essa é a conclusão de um estudo feito por pesquisadores australianos e publicado na revista científica Social Neuroscience journal.

Os cientistas da Universidade Flinders constataram que os emoticons acionam partes do cérebro normalmente usadas quando se observa um rosto real. Esta pode ser a chave para a popularidade dos emoticons.

Segundo Dr. Owen Churches, os emoticons fazem parte de uma nova forma de linguagem. Para decodificar essa linguagem, as pessoas já produzem um novo padrão de atividade cerebral.

Para testar a teoria, os cientistas mostraram a 20 participantes imagens de rostos reais, de emoticons, de rostos sorridentes e uma sequência de caracteres sem sentido.

Com ajuda de técnicas avançadas de digitalização do cérebro, determinaram o padrão da atividade elétrica na mente quando os participantes viam as imagens.

O resultado foi surpreendente. Os 20 participantes detectaram emoticons no formato tradicional, da esquerda para a direita, como se fossem rostos reais.

Antes de 1982, ‘=)’ era incapaz de ativar alguma área sensível do córtex. Mas isso acontece agora, pois as pessoas aprenderam a enxergar um rosto em um símbolo.

No entanto, segundo a pesquisa, quando o emoticon aparecia “invertido”, ou seja, virado para ser lido da direita para a esquerda, a reação esperada não foi encontrada. Isso mostra que os seres humanos conseguem ler ‘:-)’ da mesma forma como detectam um rosto humano. Mas não fazem a mesma conexão diante de um ‘(-:’.

quarta-feira, 27 de novembro de 2013

Miguel Nicolelis mostra exoesqueleto controlado pela mente

Neurocientista brasileiro divulgou no Facebook as imagens do exoesqueleto que poderá auxiliar pessoas com paralisias severas na recuperação de seus movimentos

Miguel Nicolelis/Divulgação
O brasileiro Miguel Nicolelis, um dos neurocientistas mais importantes do mundo, divulgou nesta semana em seu perfil no Facebook as primeiras imagens do exoesqueleto robótico que poderá auxiliar um paciente tetraplégico a dar o pontapé inicial da Copa do Mundo 2014, que acontecerá no dia 12 de junho.

As fotos publicadas por Nicolelis mostram alguns detalhes da parte frontal e lateral da estrutura. Controlado pela mente, o equipamento faz parte do projeto “Andar de Novo”, iniciativa conduzida pela Universidade de Duke (EUA) e o Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra.

O experimento tem como objetivo construir no Brasil a primeira neuroprótese capaz de trazer a mobilidade de volta a pacientes com paralisias severas. E, ao que tudo indica, os cientistas envolvidos, liderados por Nicolelis, estão muito próximos de conquistar esta meta.

Em um pequeno vídeo, também publicado pelo neurocientista da rede social, é possível observar o exoesqueleto, que veste um manequim, fazendo um leve movimento para frente, como um chute.

Interface cérebro-máquina

Segundo Nicolelis, em artigo publicado no site da revista Brasileiros, experimentos com a primeira geração da chamada “interface cérebro-máquina” foram realizados em macacos. Com ela, estes animais conseguiram controlar movimentos usando apenas a sua imaginação.

De acordo com ele, os macacos foram capazes de executar tarefas a partir de braços e pernas mecânicos. “Utilizaram o seu próprio pensamento para jogar videogames ou mover objetos localizados próximos a si ou em ambientes remotos”, explicou o neurocientista.

Veja o vídeo publicado pelo pesquisador e que mostra o exoesqueleto robótico em ação.



sexta-feira, 8 de novembro de 2013

Leitor de impressão digital cerebral será adotado pela polícia de Cingapura

Reprodução
Vista por céticos como o polígrafo do século 21, a análise de impressão digital cerebral será adotada em Cingapura para ajudar na investigação de crimes cometidos no país. A empresa Government Works firmou contrato para fornecer treinamento e tecnologia à SPF (Força Policial de Cingapura).

A técnica foi criada há mais de dez anos pelo norte-americano Lawrence Farwell e segue a mesma premissa que o detector de mentiras: o suspeito é posto de frente com algo relacionado a um crime e, de acordo com suas reações, é percebido se ele tem algo a ver com aquilo.

A diferença é que, enquanto o polígrafo se apóia em abalos físicos - suor, batimento cardíaco, movimentação dos olhos etc. -, a criação de Farwell analisa alterações neurais. Se um criminoso é exposto a uma cena do crime que só ele conhece, o cérebro emite um alerta curtíssimo que o delataria: algo entre 300 e 500 milésimos de segundo.

A técnica atual identifica abalos à velocidade de 1,2 mil milésimos de segundo. "A Força Policial de Cingapura planeja usar essa tecnologia principalmente em áreas pertinentes para combater o terrorismo", informou Krishna Ika, presidente e CEO da Government Works.

Há algumas críticas em relação à técnica, sendo a principal delas o fato de que o suspeito teria de cooperar: caso não queira, basta fechar os olhos. Além disso, às vezes a evidência de participação pode ser subjetiva demais, pois uma pessoa qualquer pode ter morado no local do crime ou passado por ele e, por isso, não estar envolvida mas sentir abalos neurais. Os investigadores também precisariam ter informações muito específicas para enquadrar o suspeito.

Ainda assim, Ika garante que a impressão digital cerebral obteve 99% de precisão em casos que envolviam extração de informações específicas para fabricação de bombas ou sobre treinamentos de grupos terroristas.

Jogar videogame melhora o cérebro, conclui estudo

Olhar Digital
Pesquisadores descobriram que jogar videogames pode fazer muito bem ao cérebro, à medida que estimula o crescimento da massa cinzenta - responsável pelo controle muscular, memória, linguagem e percepção sensorial.

O estudo que chegou a essa conclusão foi realizado pelo jornal Molecular Psychiatry, conforme noticiado pelo Mashable. Os pesquisadores do Instituto Max Planck para o Desenvolvimento Humano, de Berlim, e do Hospital St. Hedwig fizeram adultos jogarem Mario no Nintendo DS por 30 minutos ao dia durante dois meses. Então notaram "aumento significativo da matéria cinzenta".

Houve melhora tanto no hipocampo bilateral quanto em porções do córtex pré-frontal direito - sendo o primeiro responsável pela formação da memória e de conexões sensoriais como cheiros, sons etc. À medida que os voluntários se aperfeiçoavam no jogo, seus cérebros melhoravam.

O Mashable nota que até o desejo por jogar foi positivo, pois os ganhos daqueles que declararam ter gostado do Mario foram superiores. Os pesquisadores acreditam que isso esteja relacionado ao sistema de recompensas do cérebro por causa da liberação de dopamina que, eventualmente, aumenta a massa cinzenta.

quinta-feira, 10 de outubro de 2013

Descoberta científica abre caminho para a cura de Alzheimer

Cientistas encontraram substância capaz de barrar a morte de neurônios em ratos em pesquisa classificada pelo The Guardian como “decisiva e histórica”

Mulher em exposição do cérebro humano
Matt Cardy/Getty Images
Uma descoberta da equipe da Universidade de Leicester (Inglaterra) publicada nesta semana trouxe boas notícias: a ciência está cada vez mais próxima de encontrar a cura para o Mal de Alzheimer. Esta doença hoje atinge mais de 36 milhões de pessoas em todo o mundo. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), até 2050, este número deve triplicar.

Pois a equipe de neurcientistas liderada pela professora Giovanna Mallucci descobriu uma substância capaz de barrar a morte de neurônios. Testada em ratos de laboratório, tal substância conseguiu impedir a neurodegeneração nestes animais, que eram portadores da chamada “doença de príon”.

O estudo havia previamente descoberto que o acúmulo de proteínas no cérebro destes ratos doentes era responsável por ativar um mecanismo de defesa das células. Este processo, por sua vez, bloqueava a produção de novas proteínas.

Segundo a equipe, o normal seria que a produção normalizasse em algum momento, mas nestes ratos isto não foi observado. Constataram então que este seria justamente o “gatilho” que levaria os neurônios à morte, pois algumas das proteínas essenciais para a sua sobrevivência deixavam de ser produzidas.

Ao injetar a substância, os cientistas conseguiram bloquear este mecanismo paralisador da produção de proteínas em uma parte do cérebro destes ratinhos, normalizando, assim, todo o processo. Foi possível então impedir a morte das células e ainda restaurar os níveis de proteína e a comunicação entre os neurônios. Conclusão: prolongaram a vida destes animais.

Bom, ainda de acordo com a equipe, em entrevista ao jornal “The Guardian”, a pesquisa está em estágio inicial e pode ser que a produção medicamentos leve um tempo para se tornar realidade. Além disso, o processo causou sérios efeitos colaterais nos ratos, fato que levou os cientistas a preverem que testes em humanos ainda estão longe de acontecer.

Independente disso, a comunidade científica considerou os resultados altamente significativos e celebrou o estudo. “Futuras gerações certamente verão esta pesquisa como um pilar histórico e decisivo”, considerou o The Guardian.

quinta-feira, 26 de setembro de 2013

Homem controla perna biônica só com o cérebro

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Andrew A. Nelles for The Wall Street Journal

Num avanço que pode, futuramente, melhorar a mobilidade de milhares de pessoas amputadas, cientistas anunciaram que um homem de 32 anos conseguiu controlar os movimentos de uma perna artificial motorizada usando apenas seus pensamentos.

Ajudado por sensores que recebem impulsos dos nervos e músculos que antes levavam os sinais cerebrais para o joelho e o tornozelo, agora amputados, o paciente conseguiu subir e descer escadas e rampas, de uma forma bem parecida com a que fazia com a perna natural, seguindo as instruções vindas do cérebro. Um ponto importante: ele conseguiu flexionar o tornozelo da perna artificial, permitindo-lhe um andar quase normal, algo que não é possível com as próteses atuais.

"É [uma mudança da] água para o vinho" entre a perna biônica experimental e a prótese mecânica que ele usa todos os dias, disse Zac Vawter, engenheiro de software de Yelm, no Estado americano de Washington, que perdeu a perna direita num acidente de moto há quatro anos. "Para subir uma escada com a minha prótese normal, a minha perna boa tem que subir primeiro cada degrau", acrescentou. "Com esta, posso subir e descer colocando um pé depois do outro."

Os pesquisadores disseram que Vawter é a primeira pessoa a conseguir controlar uma prótese desse tipo apenas com seus sinais cerebrais. Os dispositivos atuais mais avançados que incluem joelho e tornozelo exigem apertar um botão de controle remoto, digamos, no início de um lance de escadas para balançar a perna e subir o degrau, disse Levi J. Hargrove, pesquisador do Centro de Medicina Biônica do Instituto de Reabilitação de Chicago.

Para Vawter, disse Hargrove, "é tudo intuitivo. Ele pode subir ou descer uma escada com passos normais".

sexta-feira, 30 de agosto de 2013

O que sua empresa pode conquistar com ajuda da neurociência

Explorada por consultorias, a neurociência pode contribuir para o bom desenvolvimento de uma companhia

Cérebro
Reprodução

Entender como funciona o cérebro humano pode ajudar não só os relacionamentos interpessoais, como os processos práticos dentro de uma organização. Por isso, diversas consultorias utilizam a neurociência para otimizar treinamentos corporativos. Os benefícios vão desde a aumento da produtividade à melhoria do ambiente de trabalho. Veja o que sua empresa pode conquistar com a compreensão da neurociência:

Aumento da produtividade

Dentro da neurociência, há um segmento chamado "cronobiologia", que consegue indentificar em quais horários do dia o organismo humano produz mais substâncias químicas para a atividade física e mental. Se o gestor souber explorar tais períodos, pode conseguir um aumento significativo de produtividade.

"A esmagadora maioria das pessoas é mais produtiva entre as 6h e as 10h e entre às 16h e 20h. No restante do tempo, o corpo precisa se esforçar mais, então o volume e qualidade do trabalho são menores", explica a neuropsicóloga e fundadora da Tai Consultoria, Inês Cozzo.

Ainda segundo ela, logo depois das refeições (chamado período pós-prandial), o organismo se concentra em fazer a digestão e, por isso, neste período, as pessoas ficam com o raciocínio mais lento.

"É também nesse período que acontece o maior número de acidentes de trabalho. Funcionários de uma empresa que conseguem tirar um cochilo logo após o almoço, voltam às suas funções com energia e concentração redobradas". Está explicado o porquê de as "salinhas do cochilo" serem tendência entre empresas inovadoras.

Evitar conflitos desnecessários

Cientista controla movimentos de colega pela internet

Cientistas americanos criaram uma interface cerebral não-invasiva entre humanos


Interface cerebral não invasiva

Dois cientistas americanos criaram uma interface cerebral não-invasiva entre humanos. Isso significa que foi possível enviar um sinal cerebral e controlar o movimento de outra pessoa pela internet. Tudo isso sem nenhuma cirurgia.

Os pesquisadores são da Universidade de Washington. Ao usar informações de impulsos elétricos do cérebro do pesquisador Rajesh Rao e uma forma de estímulo magnético no crânio do cientista Andrea Stocco, foi possível enviar um sinal cerebral de um ao outro.

Para conseguir criar essa interface, Rao usou um capuz com eletrodos ligados a uma máquina de eletroencefalograma. Já Stocco vestiu uma touca receptora capaz de fazer um estímulo magnético transcraniano, ou seja, que atravessa o crânio até o cérebro.

Segundo nota divulgada pela universidade, os dois cientistas estavam em prédios opostos no campus. Apesar da distância, foi possível fazer com que a interface movesse o dedo de Stocco pelo teclado.

Quando se conectou a Stocco, Rao foi colocado diante de uma tela de computador com um jogo no estilo arcade. Foi quando os cientistas perceberam que Stocco movia involuntariamente seu dedo indicador direito e apertava a barra de espaço do teclado, como se atirasse nos alvos do game. Stocco afirmou que teve a sensação que mão se movia de forma involuntária, como em um tique nervoso.

Veja a experiência no vídeo:



sexta-feira, 2 de agosto de 2013

O headset Foc.us dá choques no seu cérebro para te fazer jogar melhor

O periférico sci-fi foi criado por dois engenheiros mecânicos está à venda por US$ 250


O headset Foc.us, projetado pelos engenheiros mecânicos Michael Oxley e Martin Skinner, se apresenta com um design totalmente sci-fi e, além da cara ultra tecnológica, possui uma proposta igualmente moderna. O propósito do periférico é dar choques elétricos no cérebro do usuário, mais especificamente no córtex pré-frontal – com o intuito de te fazer jogar melhor. Os estímulos ajudariam os jogadores a aumentarem seus placares em partidas online, segundo a dupla.

A teoria utilizada por Oxley e Skinner surgiu, originalmente, de testes do exército americano. A prática de estimulação transcraniana por corrente contínua, ou ETCC (na tradução para o inglês: Transcranial direct-current stimulation – tDCS), não só tem um nome complexo como também atua de maneira igualmente abstrusa: os choques no cérebro se provaram úteis para aumentar a velocidade com que as pessoas aprendem tarefas, como habilidades matemáticas.

Na teoria, é bem claro que o Foc.us pode ser usado em muitas outras áreas, inclusive em pesquisas médicas, mas o marketing está sendo focado, por enquanto, exclusivamente para jogos. O estímulo na memória, propagado por ondas de choques de diferentes maneiras, pode auxiliar os jogadores a decorarem padrões de fases, por exemplo, junto do aumento de atenção.

Um botão na parte traseira do periférico permite que o headset fique ativado por 10 minutos contínuos, com um aplicativo adicional para iOS (e futuramente para a plataforma Android) permitindo intervalos personalizados durante 40 minutos, sem a necessidade de encostar no aparelho – de qualquer maneira, o uso recomendado por Oxley e Skinner não pode se estender por longos períodos.

O Foc.us pode ser comprando na loja da companhia, ao preço de US$ 250 nas cores preta ou vermelha, com bateria interna carregada via micro-USB. O frente para o Brasil sai por US$ 10.