O fascínio de Adam Kampff pelos sistemas inteligentes tem-no levado ao aprofundamento do estudo das funções nervosas que os suportam. Licenciado em Astronomia e doutorado em Neurociências pela Universidade de Harvard, onde ensinou, tenta perceber com exactidão que partes do cérebro mais contribuem para vermos o mundo como vemos. Kampff acredita que um dia, vamos ser capazes de controlar totalmente estados emocionais, como por exemplo evitar ter ciúmes. “Seria muito semelhante, creio, a ter controlo sobre os nossos músculos”, diz o investigador numa conversa onde revela que a sua experiência como pai de duas crianças pequenas (um rapaz e uma rapariga) o tem ajudado a fazer novas perguntas. Entre 2011 e 2015, Adam Kampff foi investigador principal no Programa de Neurociências da Fundação Champalimaud. Actualmente, é investigador principal no Kampff Lab, que fundou em Londres. A partir daqui partilha muita da informação recolhida, porque acredita que a melhor maneira de descobrir o funcionamento do cérebro, é envolvendo o maior número de cérebros possíveis.

Em que é que trabalha exactamente no Kampff Lab?
Tento perceber como é que o cérebro constrói um modelo do mundo, uma visão tridimensional do espaço em que vivemos. Mas é mais do que isso, porque não consiste apenas na estrutura do mundo, como um modelo arquitectónico; tem também que ver com a percepção das propriedades físicas. Na realidade, com a percepção de todas as interligações, de como tudo funciona. Olhamos por exemplo para o modelo de um copo: sabemos identificá-lo, tem um certo aspecto, mas também sabemos que ruído vai produzir quando o pousamos numa mesa de vidro. Sabemos o que aconteceria se entornasse a água que contém e se cair na minha roupa, sei calcular o tempo que levaria a secar. Sabemos um número desmesurado de coisas sobre o mundo. É este modelo do mundo que o cérebro cria que procuro perceber, já há mais de dez anos.

Como é que se deu a evolução do cérebro? Existe uma sequência de eventos que nos trouxe ao cérebro actual?
Sim. Começou bem atrás, há cerca de 400 milhões de anos, quando os seres vertebrados surgiram. Animais que, como nós, tinham espinal medula. O que é fascinante é que, se olharmos para o cérebro de um peixe — que é um vertebrado — e para o de um humano, eles são muito parecidos. Quase idênticos.

Quais são as semelhanças?
A imagem genérica mais crua de um cérebro de um peixe com 400 milhões de anos consiste em três estruturas básica: o rombencéfalo, o mesencéfalo e o prosencéfalo — respectivamente, a parte de trás, do meio e da frente. Cada uma destas partes desempenha tarefas diferentes. A parte de trás é aquela que está mais próxima da espinal medula e acaba por ser uma longa faixa de neurónios responsável por controlar os músculos — no caso de um peixe, a sua cauda. O mesencéfalo é onde estão os inputs sensoriais, a informação visual ou sonora. Esses inputs chegam e geram comandos. Se virmos comida, ou um predador, é transmitido um sinal ao rombencéfalo para construir um movimento que nos permita fugir, por exemplo. Foi essencialmente o que estudei nos meus primeiros anos como neurocientista, a ligação entre o mesencéfalo e o rombencéfalo. Estas duas estruturas estão presentes em todos os cérebros. Se ouvirmos um ruído, a nossa cabeça vira-se: é o mesencéfalo a trabalhar de uma forma muito parecida com o cérebro de um peixe. A parte da frente do cérebro do peixe que estudei tem umas centenas, talvez uns mil neurónios. Todo o cérebro do peixe tem cerca de 100 mil. O prosencéfalo do peixe é uma parte relativamente pequena de um cérebro já de si pequeno. E esta é uma parte muito misteriosa. Porque se olharmos para o cérebro de um peixe, para o seu mesencéfalo, está simplesmente ali, não faz muito. Quando é emitido um estímulo visual de alguma coisa que lhe possa interessar, o mesencéfalo activa-se e o animal foge ou ataca. Mas, se olharmos para o prosencéfalo, está a cintilar energicamente. Chamamos-lhe “actividade espontânea” porque não sabemos bem o que provoca ou o que significa. O que sabemos dos peixes é que no seu telencéfalo, que faz parte do prosencéfalo, esta actividade está apenas marginalmente ligada aos inputs (estímulos?) sensoriais, tendo uma fraca influência no comportamento que o peixe irá exibir. A razão pela qual damos importância a esta parte da frente do cérebro está relacionada com o facto de se ter tornado enorme nos humanos. Na realidade, o prosencéfalo expandiu-se de uma forma que engloba quase o resto do cérebro. No ser humano, é apenas isso que se vê quando se olha para uma imagem do cérebro, toda aquela superfície ondulosa é toda o prosencéfalo. Em particular, é uma parte do cérebro chamada “córtex”, que é imensamente importante para aquilo que significa ser-se humano.

Qual é a relação entre estas três partes? Lutam, cooperam entre si?
Nos inputs de entrada, a informação chega a todos estes níveis, incluindo a espinal medula. Se removermos o cérebro a um sapo, ficando somente com a espinal medula, ainda podemos “fazer cócegas” no flanco do sapo, que ele activa a pata para se coçar. Trata-se apenas da espinal medula a responder. Se tropeçarmos, se a parte da frente do nosso pé bater contra um obstáculo, o outro pé começa logo a esticar-se para a frente para nos equilibrarmos, antes mesmo de qualquer informação chegar às outras três partes do cérebro, só por acção da espinal medula. À medida que subimos de nível, da parte de trás para a parte da frente do cérebro, a informação é processada cada vez com maior detalhe. No sentido inverso, em outputs, a história torna-se mais complicada. Descobriu-se muito recentemente que o prosencéfalo, o córtex, não detém informação muito detalhada sobre o movimento. Isto é o que estudamos há vários anos nos laboratórios do Instituto Champalimaud. Assumimos, tal como a maioria da comunidade científica, que o córtex, por ser muito importante para o processamento de inputs sensoriais complexos, também seria necessário para executar movimentos complexos. E de facto não é verdade, a não ser que consideremos apenas uma pequena espécie de mamíferos, que são os primatas, incluindo nós. O cérebro humano é o único do planeta que precisa do prosencéfalo para andar. É uma longa história, mas creio que estamos a começar a juntar as peças.

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Porque é que precisamos do prosencéfalo para andar? Por sermos bípedes?
É sem dúvida parte da resposta. Andar de pé é raro na vasta diversidade de espécies do reino animal. As avestruzes e muitos pássaros fazem-no, mas penso que fazem batota, porque têm umas pernas magrinhas, umas barrigas enormes e um pescoço longo. O seu centro de equilíbrio proporciona-lhes mais estabilidade. Portanto, não os consideramos.

O bipedismo é mesmo difícil por ser intrinsecamente instável. O problema motor para manter a estabilidade é muito mais fácil de resolver em seres de quatro patas e mais fácil ainda para seres que vivem no mar. As exigências para um corpo se manter estável num mundo complexo são muito subestimadas, até mesmo por neurocientistas. Mas são exigências com que os especialistas em robótica se deparam; eles sabem bem a dificuldade que é construir um robô bípede, que ande de pé. Noutros mamíferos e na maioria dos outros vertebrados, os comandos para movimentar os músculos não vêm do córtex, vêm do mesencéfalo e do rombencéfalo. Uma analogia perfeita é a seguinte: imaginemos que um cavalo é o mesencéfalo e o rombencéfalo; o córtex de um mamífero inferior e de outros vertebrados tem o controlo que um cavaleiro teria. O cavaleiro consegue orientá-los na direcção certa, consegue ajustar os seus movimentos, os seus saltos. Ao fazer isso, terá inevitavelmente consequências sobre o destino do cavalo. E penso que essa é a principal razão pela qual o córtex se tornou tão grande. Não por causa da quantidade de detalhes que controla, mas pelo facto de poder ter em conta todas as variantes: onde estamos, qual a decisão certa a tomar. E isso influencia a forma como usamos o mesencéfalo e o rombencéfalo para nos movimentarmos. O melhor exemplo, se quisermos saber de que forma o córtex é importante para um humano, da mesma forma que é importante para um rato ou um cão, é imaginarmo-nos a saltar ao pé-coxinho. Pomo-nos num pé e começamos a saltar. Fazemos isso aqui, ou num passeio, na rua. Depois fazemos exactamente o mesmo, mas à beira de um precipício, ou num parapeito desprotegido. A sensação é logo diferente. Como é diferente andar numa superfície perfeitamente normal, com e sem um corrimão a proteger-nos de uma queda de 50 metros. O nosso córtex é o que faz com que a sensação seja diferente. E é diferente porque os nossos músculos estão a ser estimulados através de sinais do córtex que viajam pelo mesencéfalo, pelo rombencéfalo. Não mudam o facto de estarmos a caminhar de A até B. O que fazem é preparar-nos: se escorregarmos ou se alguém aparecer e gritar “Olá!”, a forma como reagimos, estando no meio da rua ou à beira de um precipício, vai ser muito diferente. O córtex é, neste caso, a parte do cérebro que conhece a estrutura do mundo, para determinar qual será a melhor coisa a fazer no caso de qualquer coisa correr menos bem.

Passou os últimos anos a estudar o córtex. Quais são os seus métodos de análise?
Em termos práticos, colocamos eléctrodos nos cérebros de animais que têm córtex. Idealmente, enquanto estão a criar um modelo de um mundo que criámos para eles. Usamos ferramentas como a realidade virtual ou realidade aumentada. Estão numa caixa com projectores e sons, e jogam um videojogo. Eu uso especificamente ratos. Os ratos andam por ali num ambiente determinado e fazem jogos que lembram o Pac-man, mas em 3D. Eles têm de aprender como o jogo funciona, quais as regras, onde as coisas estão. Têm de criar um modelo do meio envolvente e são muito bons nisso. O que é bom para nós, que os estudamos, é que fomos nós a conceber esse meio, por isso podemos observar o cérebro enquanto ele cria o modelo do espaço por nós desenhado. Ainda mais importante: podemos observar o que acontece quando intencionalmente mudamos alguma coisa no ambiente em que o rato se movimenta. Esse momento é extremamente interessante para observar como é que o cérebro lida com alterações inesperadas no modelo. A informação relevante está ao nível da actividade eléctrica, que perseguimos com agulhas minúsculas. Os humanos não gostam muito disto, a não ser para casos muito específicos, como a localização de tumores ou fontes de epilepsia. Já os ratos permitem-nos colocar-lhes facilmente eléctrodos no cérebro, enquanto jogam videojogos. Encaramos estas experiências como uma oportunidade de vislumbrar actividade neuronal como nunca vimos, a esta escala. Quando comecei a trabalhar no laboratório da Fundação Champalimaud, colocávamos entre 16 a 32 fios. Agora, eu e uma equipa gigante espalhada pelo mundo desenvolvemos dispositivos que são do mesmo tamanho que os eléctrodos que eu usava há cinco anos, mas com um circuito embutido na agulha, finíssima, que faz uma análise a todo o comprimento, conseguindo fazer medições de 1344 posições diferentes. Desde Setembro que usamos esses eléctrodos no córtex e passámos do registo de 16 “canais” para o de muitos milhares de “canais”, que equivalem a duas ou três ordens de grandeza. E na realidade agora não sabemos o que havemos de fazer com estes resultados.

É demasiada informação?
Sim. Pensávamos que precisávamos de analisar uma quantidade maior de neurónios. Pensávamos que a razão pela qual ainda não tínhamos compreendido o córtex era por não estarmos a registar componentes suficientes que nos permitissem entender como é que os neurónios funcionam em rede. Actualmente, estamos a registar ao nível de uma rede e está na altura de resolver o problema de descobrir que informação está contida nessa mesma rede. É óptimo ter estes dados, mas estamos num ponto em que nem sequer sabemos como estas redes neuronais funcionam. Há uma sensação na comunidade [científica] — e creio que em várias outras áreas — de que estamos a afogar-nos em dados. Já não dedicamos tempo a digerir e a encaixar as peças. Foi um grande esforço e pensámos de facto que se medíssemos 10 mil canais em vez de mil tudo se tornaria mais claro. E o que é certo agora é que nunca conseguiremos ter uma imagem clara até lhe adicionarmos alguma clarividência. E isso implica pensar. Neste momento, não precisamos propriamente de mais dados, precisamos de ideias melhores.

Quando altera as condições do meio envolvente do rato, ele tem de resolver um problema. É aí que o estudo da inteligência começa para si?
Sim, acabámos por nos concentrar em momentos em que uma coisa não está a correr bem e é preciso actuar depressa: é aí que se revela o que sabemos sobre o mundo. Foi com o [investigador] Gonçalo Lopes, na Fundação Champalimaud, que começámos este processo: removemos parte de córtex dos ratos e descobrimos que a única altura em que se vê alguma diferença é quando o animal tem de agir imediatamente, no momento em que o seu “mundo” mudou.

O ensaio era assim: os ratos estavam a correr por um escadote horizontal, não para cima, apenas degraus espaçados. À medida que corriam — e faziam isto no escuro — aprendiam de forma muito elegante onde cada degrau estava e, passado muito pouco tempo, conseguiam fazer aquilo na perfeição, mesmo sem córtex praticamente nenhum. Completamente inesperado foi que, no ensaio n.º 20, mudámos um dos degraus. Ou seja, ao colocar o peso no degrau, este cedia, era instável. E a pergunta era: o que vai acontecer quando o rato se deparar pela primeira vez com o facto de a sua escada estar ‘partida’? Os ratos com córtex superaram o degrau, entenderam o que tinham de fazer para o seguir caminho. Mas os ratos sem córtex não fizeram nada, ficaram parados, como se o programa tivesse “crashado”.

Isto realça os elementos-chave daquilo que constitui um sistema inteligente. Os ratos dependem do córtex para reagir e nós também. O córtex tornou-se muito bom a pensar constantemente sobre a estrutura do mundo em que vivemos, e a seguir deu prioridade ao controlo dessa estrutura em detrimento dos movimentos normais. E isto por razões que acredito estarem relacionadas com as sucessivas mudanças do ambiente em que os primatas viviam, que nunca era estável. Por exemplo, porque é que não existem outros animais grandes a viver nas árvores? Parece ser o lugar óbvio: é onde está a fruta, há protecção dos predadores… As árvores têm esta propriedade notável de serem complexas, mas vagamente previsíveis. Os macacos, para se movimentarem com elegância entre árvores, estão constantemente a responder a desvios subtis. Quando vemos macacos a balançar-se pelas árvores, é o córtex a ser usado para controlar os movimentos com a exactidão de bons trapezistas. Penso que a atribuição desse tipo de controlo ao córtex é, na sua essência, o que permitiu aos humanos desenvolverem-se. Precisávamos de usar esse modelo sofisticado do meio envolvente para nos movimentarmos, mas depois descobrirmos que podíamos também partilhar esse mesmo modelo sofisticado para nos relacionarmos e coordenarmos entre nós próprios. Descendo assim das árvores e criando sociedades. Enfim, omitindo aqui várias etapas.

O que falta pensar? Nesse esforço de clarividência que referiu, no que é preciso pensar quando se pensa?
Uma boa ideia, que daria que pensar, seria propor o seguinte desafio a quem esteja a construir sistemas inteligentes: apareçam em tal dia, tragam os vossos carros autopilotados ou os vossos drones, os robôs que jogam xadrez, assistentes digitais, qualquer coisa, mas sem saberem que problema resolver. E o engraçado é que qualquer humano no mundo podia aparecer e desembaraçar-se razoavelmente bem. Mas gostava de ver o robô campeão em xadrez ser capaz de guiar um SUV pelo deserto. Não tem rodas, mas também tem uma série de outros problemas. Tinha a sua piada. É quando pensarmos em construir sistemas inteligentes que vão encontrar desafios não especificados que… aí sim, começaremos a pensar nos problemas certos.

Simpatiza com o desenvolvimento de replicants ou os seres humanos clonados do filme Blade Runner como solução? Parecem tão aptos como nós e até têm angústias existenciais…
As pessoas não têm noção de como será difícil conceber algo assim — não uma coisa que contenha células ou sangue, baseado em tecidos, isso é fácil. Ou seja, é difícil, mas irá acontecer. Já temos os chamados soft robots, engenharia de tecidos e por aí fora. Mas as nossas células são como são, estão onde estão, comunicam como comunicam, não só as do cérebro mas as do corpo inteiro; a forma como procuram energia, como se organizam em tecidos e órgãos... As células, as vias químicas, a expressão genética, os genes em si, tudo isto foi seleccionado, aperfeiçoado, “esculpido” pela evolução ao longo de um grande período de tempo.

Ao longo de quatro milhões de anos.
Exacto. Quando sentimos “fome”, o que acontece é que algumas células no hipotálamo se activam porque os níveis de glucose estão em baixo, mas é também uma combinação de muitos outros sinais e sugestões que se dão a muitos níveis. Desde o nível individual de uma molécula capaz de converter eficazmente ATP (trifosfato de adenosina) em ADP (adenosina difosfato). E se essa molécula não contiver energia suficiente para essa conversão, reage de uma forma que provoca a sensação de fome que, em si, não pode ser separada dessa cadeia de acontecimentos. Para expressar o desejo de comer, ou desejo sexual, ou evitar ter dor, estamos a falar de um sistema muito, muito antigo, que é anterior à existência do próprio cérebro.

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Quando falamos num robô ter uma “vontade” ou de um robô se preocupar com alguma coisa, estamos a misturar metáforas. Os estímulos que influenciam o córtex a escolher o que faz, a forma como simula os comportamentos que selecciona, esses são tão antigos como a vida. Por isso, a ideia de uma inteligência artificial existencialista… Um Uber que se orienta automaticamente está-se nas tintas para se chegamos a horas ou não. Pode ter algum algoritmo penalizador que o castigue por chegar atrasado, pode ter uma dúzia de programações algorítmicas, mas não se vai sentir envergonhado. A “vergonha” resulta de uma rede gigante de factores e é preciso ir ao nível molecular para a conseguir explicar e entender. E isso é parte do que significa estar vivo. Se construirmos um replicant a partir de moléculas, temos de construir todos esses componentes. E isso ainda vai levar muito, mas mesmo muito mais tempo do que construir um robô inteligente capaz de andar por aí e falar connosco.

Como é que as hormonas influenciam o cérebro? Há diferenças observáveis entre homens e mulheres?
Há diferenças nos géneros. Tanto a nível cerebral como em vários outros tecidos do corpo. Aqui vou simplesmente dar a minha opinião como pai de um rapaz e de uma rapariga, na perspectiva de um neurocientista bastante interessado em tudo o que está a acontecer, com relativamente pouca compreensão sobre o assunto, mas aberto a especulações.

Há dois aspectos literalmente fascinantes sobre o ser humano que nos separam de todos os outros cérebros. A capacidade para coordenar os nossos modelos significa que existe uma certa vontade social para estar em sintonia, para a existência de um acordo sobre aquilo que estamos a representar. Essa vontade é determinante na comunicação. E de onde é que isto vem? Como é que isto está construído? Que consequências tem? Vemos isto em qualquer criança jovem. Os seres humanos são uma espécie incrivelmente social. Estamos atentos ao que fazemos e dizemos, somos extremamente sensíveis a este ambiente social. E perceber o funcionamento de um ambiente social é um projecto enorme para um cérebro jovem.

O outro aspecto que torna o cérebro humano tão fascinante e que já aqui aflorámos um pouco tem que ver com o volume do simulador, como ele é bom a representar um mundo cada vez mais complexo, dinâmico e em constante mutação, como os primatas que o usam para se balançar pelas árvores.

Ao olhar para os meus dois filhos — a Alice e o Albert, ele tem dois anos e meio e ela tem quase quatro —, noto que se eles se sentarem numa mesa ambos querem saber como tudo funciona. Dada a liberdade suficiente, quando os dois começam a brincar, a Alice pega em objectos que possam falar uns com os outros. O Albert preocupa-se mais com o som que aquilo faz, se começar a bater com as coisas umas nas outras. E essas são duas características fundamentais sobre o que significa ser-se humano: é necessário perceber o mundo relacional; é preciso saber como os materiais do mundo funcionam para se poder operar nele. Ambos são essenciais. Mas se as hormonas sexuais ditarem que nos preocupemos 51% com as relações e 49% com a simulação física, essa diferença é suficiente para influenciar o comportamento. 

A sociedade pode empurrar-nos para determinadas categorias, mas não há verdadeira necessidade de o fazer. Não creio que tenhamos encontrado algo no cérebro que nos diferencie radicalmente. Diz-se que os homens têm melhor noção espacial que as mulheres. Mas também pode ser apenas porque preferem brincar desde tenra idade a chocar objectos uns com os outros e observar os resultados. Para além de que somos encorajados a agir dessa forma. A diferença entre 51% e 49% é subtil. Mas diferenças subtis no cérebro podem ter enormes repercussões, dado que treinamos o nosso simulador, o nosso “motor”, no aspecto do mundo que preferimos: pessoas ou coisas.

Há então espaço para um futuro queer?
O movimento queer é um sinal muito motivador de que um dia teremos de saber como lidar com estes aspectos. Acredito que a preferência sexual e identidade de género se vão transformar em conceitos arcaicos, tal como com o imperialismo e a escravatura. Vai-nos parecer impossível já termos pensado assim, não vamos acreditar. Da perspectiva do córtex, que interessa por quem nos sentimos atraídos? Óptimo é sentir atracção. E porque é que isso havia de ser um factor de decisão para o que quer que seja? Mas o facto de ainda não estarmos bem aí é um sinal de que as sociedades humanas ainda têm um conjunto de programas, de normas e de restrições, mas acho que são superáveis. Já ultrapassámos vários obstáculos; ainda nos faltam muitos outros. Mas termos começado a entender a necessidade de discutir estes conceitos, parece-me muito entusiasmante. Mas não vai ser um percurso fácil ou linear.

Do que é que depende?
Acima de tudo, a história dos mamíferos até aos primatas, e dos primatas até aos humanos é a história do córtex a aperceber-se do seu poder sobre o seu simulador. O córtex apoderou-se de sistemas bem antigos de que não tinha controlo antes, e fez um bom trabalho. Isso libertou-nos as mãos, mas também nos permitiu falar, comunicar e, no fundo, criar de forma coordenada as sociedades em que vivemos como humanos. A próxima coisa que precisamos de controlar são as fontes profundas, antigas e poderosas das “vontades” e das emoções… não sei quanto tempo irá levar, mas serão aspectos que o córtex terá de um dia conseguir controlar. Temos de ser capazes de decidir se vamos ser felizes ou tristes, zangados ou apaixonados. E tenho noção de que isto soa muito mal, mas precisamos de ter controlo sobre estas dimensões emocionais em nós.

À partida, o que parece é que estou a sugerir que um simulador inteligente, que não tem nenhum desses ingredientes, passe a controlar o meu comportamento e as minhas emoções. Mas eu argumento o seguinte: a razão pela qual existe ballet ou break-dance é porque o córtex consegue fazer os nossos corpos dançar e movimentar-se de diferentes formas. O córtex consegue brincar com o movimento. Consegue torná-lo ainda mais interessante do que quando apenas se preocupava em fugir de predadores e não cair de precipícios. Penso que usar a inteligência para controlar as emoções pode ser interessante. Os estados emocionais têm um impacto muito forte no simulador, e penso que todos nós já tomámos decisões que desejávamos ter sido capazes de evitar. Não seria óptimo saber evitar sentir ciúmes? Ou sentir, sim, mas sermos verdadeiramente capazes de decidir como lidar com o que estamos a sentir? Seria muito semelhante, creio, a ter controlo sobre os nossos músculos. Diria que que as religiões ocidentais ou em particular o budismo têm vindo a referir-se a esta questão… só que não sendo neurocientistas pararam em conceitos como a calma ou o desapego, no fundo estratégias para não deixar as emoções controlar o que pensamos.

Como neurocientista, o que ambiciono é que o córtex tenha o mesmo tipo de controlo sobre o que sinto do que aquele que tem sobre a forma como me movimento. E não é uma questão de deixarmos de nos preocupar, mas antes a possibilidade de brincar com o que nos preocupa. Penso que é o projecto do futuro e pode levar um milhão de anos, mas consigo imaginar uma sociedade humana que finalmente dominou as suas últimas teimosias — e aí poderemos começar a fazer coisas verdadeiramente incríveis. O meu único receio é que estraguemos tudo antes de lá chegarmos. Porque vai acontecer. Não sei exactamente como lá chegar, mas é para aí que devemos caminhar.