Uma nova pesquisa realizada por neurocientistas do Trinity College Dublin mostra que bebês de dois meses já conseguem organizar o que veem em categorias de objetos distintas. Esta capacidade surge muito antes do que os cientistas acreditavam anteriormente e sugere que importantes blocos de construção da percepção estão presentes quase desde o início da vida.
Ao combinar imagens cerebrais com modelos de inteligência artificial, os pesquisadores obtiveram novos insights sobre como os bebês pensam e aprendem nos primeiros meses. Essas descobertas ajudam a esclarecer o que está acontecendo dentro do cérebro de uma criança muito antes de a fala ou o movimento deliberado serem possíveis.
O estudo foi publicado recentemente na revista Natureza é neurociência por uma equipe de pesquisa do Trinity College Institute of Neuroscience (TCIN) e da Escola de Psicologia.
O que os cientistas estão aprendendo sobre a mente da criança
“Os pais e os cientistas há muito se perguntam o que se passa na mente de um bebê e o que eles realmente veem quando olham para o mundo ao seu redor. Esta pesquisa destaca a riqueza da função cerebral no primeiro ano de vida”, explicou a Dra. Cleona O’Doherty, principal autora do estudo, que realizou o trabalho no Cusack Lab da Trinity.
“Mesmo que aos dois meses a comunicação dos bebés seja limitada pela falta de linguagem e de controlo motor fino, as suas mentes já não só representam a aparência das coisas, mas também descobrem a que categorias pertencem.
Estudando bebês acordados com exames cerebrais
Trabalhando com os hospitais Coombe e Rotunda em Dublin, a equipe da FOUNDCOG recrutou 130 bebês de dois meses de idade. Cada criança deita-se confortavelmente em um pufe macio enquanto usa fones de ouvido com cancelamento de ruído e assiste a imagens brilhantes e coloridas projetadas para prender sua atenção por 15 a 20 minutos.
Essa configuração permitiu aos pesquisadores usar a ressonância magnética funcional (fMRI) para registrar padrões de atividade cerebral enquanto as crianças visualizavam imagens de 12 categorias visuais familiares, como gatos, pássaros, patos de borracha, carrinhos de compras e árvores.
Como a inteligência artificial ajuda a decodificar a atividade cerebral
Depois de coletar as imagens do cérebro, a equipe usou modelos de inteligência artificial para analisar como as diferentes categorias visuais eram representadas no cérebro infantil. Ao comparar padrões de atividade em modelos e com vias de reconhecimento visual no cérebro das crianças, os investigadores podem compreender melhor como ocorre a categorização precoce.
“Este estudo representa o maior estudo longitudinal com ressonância magnética funcional (fMRI) de crianças acordadas. O rico conjunto de dados que captura a atividade cerebral abre uma maneira inteiramente nova de medir o que as crianças estão pensando em uma idade muito jovem. Ele também destaca o potencial do uso de neuroimagem e modelos computacionais como ferramenta de diagnóstico”, disse a equipe do Cutaxtoma. Mitchell Professor de Neurociência Cognitiva na Trinity School of Psychology e no Trinity College Institute of Neuroscience.
“As crianças aprendem muito mais rapidamente do que os modelos de IA atuais e, ao estudar como o fazem, esperamos inspirar uma nova geração de modelos de IA que aprendem de forma mais eficiente, para que os seus custos económicos e ambientais sejam mais baixos.”
Por que essas descobertas são importantes fora do laboratório
A Dra. Anna Truzzi, agora baseada na Queen’s University Belfast e coautora do artigo, enfatizou como os avanços recentes tornaram a pesquisa possível. “Até recentemente, não conseguíamos medir de forma confiável como áreas específicas do cérebro do bebê interpretam as informações visuais. Ao combinar IA e neuroimagem, nosso estudo fornece uma visão única, que nos ajuda a entender mais sobre como os bebês aprendem no primeiro ano de vida.”
“O primeiro ano é um período de desenvolvimento cerebral rápido e complexo. Esta pesquisa fornece novos conhecimentos fundamentais que ajudarão a orientar a educação nos primeiros anos, informar o suporte clínico para condições de neurodesenvolvimento e inspirar abordagens mais baseadas na biologia para a inteligência artificial.”
A professora Eleanor Molloy, neonatologista da Children’s Health Ireland e coautora, destacou a enorme importância do trabalho. “Há uma necessidade de uma maior compreensão de como os distúrbios do neurodesenvolvimento alteram o desenvolvimento inicial do cérebro, e a ressonância magnética funcional em estado de vigília tem um potencial considerável para resolver isso”.
O Dr. O’Doherty está agora na Universidade de Stanford, e a Dra. Anna Truzzi é professora sênior na Escola de Psicologia da Queen’s University Belfast.
obra de arte Inspirado nesta pesquisa enquanto artista residente no Trinity College Institute of Neuroscience em 2024, foi produzido pela artista Sian McLoughlin, bem como por um Composição expositiva.
