Com quase 30 oradores, incluindo quatro oradores principais, e mais de 300 participantes de todo o mundo, o simpósio foi estruturado em várias sessões explorando temas diversos. Memming Park, da FC, investigador principal do Neural Dynamics Lab (Laboratório de Dinâmica Neural), juntamente com Shreya Saxena, da Universidade de Yale, e Guillaume Hennequin, da Universidade de Cambridge, foram os co-organizadores deste evento que se focou na neurocibernética – um campo definido pela primeira vez em 1940 que estuda a forma como os cérebros utilizam o feedback e o controlo para se adaptarem, aprenderem e interagirem com o ambiente.
Oradores Principais
O simpósio foi aberto com uma palestra de Misha Ahrens, do Janelia Research Campus, que revelou como a sua equipa está a captar a atividade neural de todo o cérebro do peixe-zebra enquanto os animais se adaptam a mundos virtuais. Ao combinar imagens do cérebro inteiro, conectómica e até mesmo a fisiologia do corpo dos peixe-zebra, o seu grupo está a descobrir como os neurónios, os neuromoduladores e as células não neuronais chamadas astrócitos integram a experiência para moldar a aprendizagem, o comportamento e o diálogo constante entre o cérebro e o corpo.
A palestra de Adrienne Fairhall, da Universidade de Washington, explorou a forma como o cérebro atualiza constantemente os seus modelos internos do mundo – os cálculos ocultos que nos ajudam a prever, aprender e adaptar-nos ao que acontece à nossa volta. Colaborando com investigadores que trabalham com diversas espécies, desde a hidra aos mosquitos, o laboratório de Fairhall utiliza modelos matemáticos para estudar a forma como os sistemas neurais codificam a informação em diferentes escalas, ligando a atividade de um único neurónio e a dinâmica de todo o cérebro.
Eva Dyer, da Universidade da Pensilvânia, falou sobre o treino de modelos de IA em larga escala com vastas coleções de dados cerebrais em diferentes tarefas, regiões cerebrais, indivíduos e até espécies. Ao combinar vários conjuntos de dados fragmentados numa estrutura integrada, o seu trabalho está a trazer novas possibilidades para interfaces cérebro-máquina de última geração e investigação entre espécies.
Por fim, Auke Ijspeert, do Swiss Federal Technology Institute of Lausanne (EPFL), mostrou como os robôs e as simulações computacionais podem ajudar os cientistas a compreender como os animais se movem, desde lampreias nadadoras a humanos que caminham. O seu trabalho revela como o equilíbrio entre os circuitos espinhais, os reflexos e o controlo cerebral evoluiu entre espécies – e como a biomecânica do corpo e o feedback dos sensores locais podem sincronizar os padrões de natação e de marcha.
Palestras e mesas redondas
Ao longo de três dias, o simpósio ofereceu uma visão fascinante de como o comportamento surge do feedback contínuo entre cérebros, corpos e ambientes.
Durante o primeiro dia, os oradores mostraram como a atividade neural pode ser organizada em padrões, as chamadas "variedades neurais", que ajudam a dar sentido ao comportamento, e como as novas ferramentas de modelação podem captar a dinâmica mutável do cérebro. As palestras exploraram também como os "agentes" artificiais baseados em computador que aprendem através do feedback com o ambiente podem ajudar a revelar princípios de aprendizagem e adaptação, como a própria perceção emerge do ciclo entre o movimento e a sensação, e como os animais virtuais e as simulações de circuitos neurais podem ajudar a identificar os neurónios essenciais para caminhar.
No segundo dia, os investigadores discutiram como o feedback sensorial regula a variabilidade neural – e como o cérebro pode até usar o caos para tomar decisões. Outras palestras apresentaram modelos que explicam como os diferentes tipos de neurónios moldam o comportamento e como circuitos no hipocampo geram sequências flexíveis para a navegação. As apresentações variaram desde a forma como os machos da mosca-da-fruta estabilizam o olhar enquanto perseguem as fêmeas através de ciclos de feedback cérebro-corpo, até à forma como o cérebro equilibra sistemas de aprendizagem rápidos e lentos para a adaptação motora: circuitos neurais rápidos, como os do cerebelo, corrigem erros em tempo real, enquanto os mais lentos consolidam gradualmente estas alterações na memória motora duradoura.
No último dia, as palestras da manhã apresentaram uma pulseira neural que transforma gestos manuais em comandos digitais, bem como novos modelos de IA treinados em grandes quantidades de dados podem prever com precisão a atividade cerebral sem necessidade de novo treino. Um painel de discussão sobre "O Futuro da Neurocibernética" questionou como podem os investigadores trabalhar melhor em conjunto para compreender a inteligência à escala. A tarde regressou às interações cérebro-corpo – desde a simulação de todo o corpo e cérebro de uma mosca-da-fruta para compreender como o comportamento é gerado, até à utilização de ambientes virtuais imersivos para explorar a interação entre os circuitos neurais, o movimento e a emoção durante a tomada de decisões no mundo real no cérebro humano.
Reflexões
Inspirando-se nos recentes avanços da IA, os organizadores do simpósio acreditam que a neurociência pode estar a aproximar-se de um ponto de inflexão semelhante – um ponto em que a escalabilidade, o feedback, a integração de diversos conjuntos de dados e uma colaboração mais estreita entre disciplinas podem desbloquear novos níveis de compreensão.
Como refletiu o co-organizador do simpósio, Memming Park: “O que tornou este simpósio especial foi que nos lembrou onde está a verdadeira fronteira. O campo foi puxado em muitas direções pela ascensão da IA – por vezes de formas que esquecem as nossas tradições mais profundas de controlo, incorporação, dinâmica e a beleza subtil dos sistemas biológicos. Mas estas ideias nunca foram ultrapassadas; estavam simplesmente à espera do momento certo para serem sintetizadas em escala. O que vimos aqui foi uma espécie de reencontro entre a neurociência e a engenharia: para compreender o comportamento, precisamos de pensar nos muitos ciclos de feedback que ligam o cérebro, o corpo e o ambiente”.
A Fundação Champalimaud agradece a todos os oradores, participantes, patrocinadores e organizadores que tornaram o CRSy25 possível
Translated by Diana Cadete, Events & Digital Manager at the Champalimaud Foundation's Communication, Events & Outreach Team
