Um único neurônio pode ser um supercomputador, segundo estudo chinês
Durante décadas, a imagem padrão de como o cérebro pensa tem sido uma rede de muitos neurônios simples, semelhantes a pontos, transmitindo sinais até que a computação surja de alguma forma. Um novo estudo de pesquisadores chineses desafia essa imagem: um único neurônio, argumentam, não é de forma alguma um nó simples. Seus dendritos ramificados equivalem a um “supercomputador” capaz de realizar por si mesmos uma computação cognitiva avançada.
O trabalho vem de uma equipe liderada por Xu Ninglong, pesquisador do Centro de Excelência em Ciência do Cérebro e Tecnologia da Inteligência, vinculado à Academia Chinesa de Ciências, com sede em Xangai. Os resultados foram publicados online em 16 de outubro na Science, uma das revistas científicas gerais mais citadas do mundo.
“É como o trabalho de vários computadores conectados em rede — um único supercomputador ‘dendrito’ pode fazer isso”, disse Xu, segundo um relatório do Science and Technology Daily, o jornal do Ministério da Ciência e Tecnologia da China. Os dendritos são as ramificações arboriformes que se estendem do corpo de um neurônio e recebem os sinais de entrada, uma característica familiar em qualquer diagrama de uma célula nervosa.
No modelo tradicional, um neurônio soma os sinais que chegam às suas muitas sinapses e dispara se o total ultrapassar um limiar — uma tarefa bastante modesta para cada célula, com a verdadeira inteligência emergindo de um vasto número de conexões. A nova pesquisa sugere que os próprios dendritos realizam um processamento substancial antes que qualquer sinal chegue ao corpo celular, executando efetivamente uma computação dentro de uma única célula.
As implicações vão além da neurociência básica. Compreender como os neurônios biológicos computam com tanta eficiência é uma inspiração de longa data para engenheiros de computação que tentam construir máquinas mais capazes e com baixo consumo de energia, e para pesquisadores que tentam entender o aprendizado, a memória e as doenças neurológicas no nível de células individuais.
A descoberta também se encaixa em um padrão mais amplo da neurociência chinesa, onde os pesquisadores têm investido pesadamente em técnicas de imagem, registro e modelagem que lhes permitem observar neurônios vivos em ação. Poder mostrar a computação dentro de um único dendrito exige tanto experimentos delicados quanto modelagem teórica séria.
O estudo foi reportado como uma das principais notícias científicas do dia na mídia chinesa, enquadrado como uma reescrita de uma suposição de livro didático, e não como um resultado incremental. Para o público geral, a conclusão é simples: os blocos de construção do cérebro podem ser muito mais inteligentes do que o diagrama padrão sugere, e a fronteira entre “uma célula” e “uma rede” é mais difusa do que os cientistas pensavam.
Restam perguntas, como acontece com qualquer novo resultado. Até que ponto essa computação dendrítica é usada em regiões cerebrais e espécies, e como ela contribui para o comportamento real, exigirá anos de trabalho de acompanhamento. Mas a afirmação em si é impressionante: se um único neurônio pode executar uma computação cognitiva, as dezenas de bilhões de neurônios estimados no cérebro representam muito mais poder de computação do que o modelo antigo lhes atribuía.