A I.A USOU ARTE PARA CONTROLAR AS CÉLULAS CEREBRAIS DOS MACACOS.

Essa regulação sob medida da atividade neural poderia levar a novos tipos de experimentos em neurociência.

Começando as descobertas – Mostrando estranhos padrões desenhados por um programa de inteligência artificial para primatas, fez com que seus cérebros disparassem de maneiras que não eram possíveis com imagens do mundo real. Bruce Rolff/Shutterstock

A nova obra criada pela inteligência artificial faz coisas estranhas ao cérebro dos primatas.

Quando mostradas aos macacos, as imagens geradas pela IA propositalmente fizeram com que as células nervosas do cérebro dos macacos disparassem mais do que imagens de objetos do mundo real. A AI também poderia projetar padrões que ativassem neurônios específicos enquanto suprimiam outros, relatam pesquisadores na Science.

Esse controle sem precedentes sobre a atividade neural usando imagens pode levar a novos tipos de experimentos ou tratamentos neurocientíficos para transtornos mentais. A habilidade da IA ​​de tocar o cérebro de primata como um violino também oferece uma visão de como as IAs podem imitar as funções cerebrais.

A IA responsável pelas novas imagens alucinantes é uma rede neural artificial – um modelo computacional composto por neurônios virtuais – modelada a partir do fluxo ventral. Esta é uma via neural no cérebro envolvida na visão. A IA aprendeu a “ver” estudando uma biblioteca de cerca de 1,3 milhão de imagens rotuladas. Os pesquisadores então instruíram o AI a projetar imagens que afetariam neurônios de fluxo ventrais específicos no cérebro.

Visualizar qualquer imagem ativa algum tipo de atividade neural em um cérebro. Mas o neurocientista Kohitij Kar, do MIT, e seus colegas queriam ver se as imagens deliberadamente projetadas da IA ​​poderiam induzir respostas neurais específicas da escolha da equipe. Os pesquisadores mostraram essas imagens a três macacos equipados com microeletrodos de monitoramento de neurônios.

Em um experimento, o IA visava criar padrões que ativassem os neurônios em um local específico no fluxo ventral o máximo possível, independentemente de como isso afetasse os outros neurônios. Em 40 dos 59 sítios neurais testados, as imagens feitas por IA fizeram com que os neurônios disparassem mais do que qualquer imagem de um objeto do mundo real, como um urso, um carro ou um rosto. As imagens da IA ​​geralmente faziam com que os neurônios disparassem 39% a mais do que a resposta máxima às imagens do mundo real. Mesmo quando os macacos foram mostrados a padrões previamente projetados por pesquisadores especificamente para acionar neurônios de fluxo ventral, os projetos AI fez esses neurônios disparar a taxas mais elevadas.

IA e arte – A padrões novo programa de inteligência artificial projetado (uma coleção de exemplos mostrados) que podem controlar a atividade de células nervosas relacionadas com a visão específicos no cérebro dos macacos. P. Bashivan, K. Kar E Jj Dicarlo/Science 2019

Em outro teste, os padrões criados por IA destinavam-se a tornar os neurônios em um local-alvo selvagens, ao mesmo tempo em que minimizavam a atividade de outros. Para 25 de 33 locais, as imagens criadas pela IA isolaram a atividade neural do local de destino significativamente melhor do que as imagens do mundo real. Embora essa manipulação ainda não seja perfeita, futuras IAs com designs mais sofisticados e mais dados de treinamento podem exercer um controle mais preciso, diz a coautora do estudo, Pouya Bashivan, uma neurocientista computacional do MIT.

“Este é um progresso técnico magnífico”, diz Arash Afraz, um neurocientista do Instituto Nacional de Saúde Mental, em Bethesda, Maryland, não envolvido no estudo.

Em experimentos neurocientíficos, os pesquisadores “podem querer induzir um padrão específico de atividade no cérebro” para aprender do que diferentes neurônios são responsáveis, diz Afraz. “A maneira direta de fazer isso é arregaçar as mangas, abrir o crânio e enfiar algo ali”, como eletrodos. “Agora, temos uma nova ferramenta em nossa caixa de ferramentas” para manipular de forma não invasiva os neurônios de maneiras que não eram possíveis antes.

As imagens renderizadas por IA que orquestram a atividade neural também podem levar a novos tratamentos para problemas de saúde mental, como transtorno de estresse pós-traumático, ansiedade ou “qualquer coisa que tenha a ver com humor”, diz Bashivan. Semelhante ao modo como as pessoas usam caixas de terapia de luz para amenizar a desordem afetiva sazonal ou olham para cenas de natureza pacífica para se acalmar, as pessoas podem ser acalmadas olhando imagens que uma IA fez sob medida para melhorar o humor.

Esses experimentos não apenas demonstram uma nova técnica para manipular neurônios, mas também fornecem novos insights sobre a natureza da IA. As redes neurais artificiais são os melhores modelos computacionais dos neurocientistas do fluxo ventral. Os neurônios virtuais desses programas de computador têm uma arquitetura semelhante à dos biológicos, e esses IAs são ótimos para reconhecer objetos em fotografias. Mas tem havido algum debate sobre o quão verdadeiramente cérebres essas IAs são, em termos de como elas processam e entendem as entradas visuais, diz Ed Connor, um neurocientista da Johns Hopkins University não envolvido no trabalho.

O fato de os neurônios dos macacos responderem às imagens criadas por IA, assim como a IA pretendia, sugere que este programa de computador realmente entende a informação visual de uma maneira similar à do cérebro dos primatas, diz Connor. “Isso se aplica de uma maneira que convencerá os céticos, inclusive eu.”

Se as redes neurais artificiais realmente “enxergarem” de uma maneira que imite de perto o cérebro, o estudo desses programas de IA pode ajudar os cientistas a entender melhor a visão humana. Pesquisadores do futuro podem abandonar macacos e camundongos e sondar os acontecimentos neurais dentro de IAs.

Experimentar esses neurônios virtuais pode oferecer “uma maneira de permitir que você faça qualquer experimento onírico que você queira em um sistema que seja completamente acessível de uma forma que o cérebro não seja”, diz Connor.

Fonte: Science News

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