Pode um algoritmo detectar a presença de consciência?

Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) descobriram que a rivalidade entre dois agentes de inteligência artificial ajuda a compreender as bases fisiológicas da consciência. Segundo o Science.org, a nova metodologia permitiu identificar padrões não óbvios de atividade cerebral em pacientes em coma, em estado vegetativo e em outras alterações neurológicas.

A batalha entre a caixa-preta e o cérebro de vidro

Para o experimento, os cientistas criaram duas redes neurais. O primeiro modelo — a “caixa-preta” — foi treinado para distinguir estado consciente de inconsciência. Para isso, foram inseridos nele 680 mil fragmentos de eletroencefalogramas (EEG) de animais e humanos. O segundo modelo — o “cérebro de vidro” — era uma simulação biologicamente fiel do cérebro humano.

A tarefa do segundo modelo era alterar os parâmetros disponíveis e gerar dados de EEG capazes de enganar a “caixa-preta”, fazendo-os passar por registros reais. Depois que a simulação conseguia enganar a primeira modelo, os pesquisadores analisavam quais configurações permitiam sintetizar um EEG confiável de estado inconsciente.

Mecanismos ocultos do coma

Os resultados do experimento confirmaram a maioria das hipóteses existentes sobre o comportamento do cérebro durante a perda de consciência, mas revelaram dois fatores até então desconhecidos. Em primeiro lugar, foi identificada uma função específica da parte externa do globo pálido — uma estrutura dos gânglios da base. Verificou-se que, quanto mais fraca a conexão entre essa área e o corpo estriado, maior a probabilidade de entrada em um estado inconsciente. Essa descoberta mais tarde foi confirmada por imagens clínicas de pacientes com distúrbios da consciência.

Em segundo lugar, a IA mostrou que, em estado inconsciente, se intensifica a conexão entre neurônios inibitórios, que limitam a atividade de outras células. Os cientistas verificaram e confirmaram com sucesso essa conclusão ao estudar amostras de tecido de pessoas que faleceram em coma.

Estimulação para despertar

Ao analisar os parâmetros, a IA previu que a estimulação profunda do núcleo subtalâmico poderia tirar uma pessoa do estado inconsciente. Até então, esse procedimento não havia sido usado na prática clínica para reverter o coma em pacientes. O Núcleo subtalâmico, localizado na junção do mesencéfalo com o diencéfalo, participa da regulação da atividade motora e pode ter papel nos mecanismos da consciência.

De acordo com o Science.org, os autores testaram a hipótese com dados retrospectivos de EEG de pacientes saudáveis que anteriormente haviam recebido implantes de estimuladores para tratar espasmos musculares no pescoço. Após a estimulação do núcleo subtalâmico, a rede neural registrou um aumento significativo na pontuação do nível de consciência. Atualmente, a equipe de pesquisadores se prepara para realizar ensaios clínicos do novo método em pacientes em coma. Os autores acreditam que uma abordagem semelhante, baseada em duelo entre algoritmos, também pode ser usada de forma eficaz para estudar a depressão e outros transtornos psiquiátricos. Estudos mostram que a estimulação de estruturas profundas do cérebro, como o tálamo, pode ajudar na recuperação da consciência em pacientes com alterações desse tipo.