Uma nova pesquisa realizada por cientistas de Georgetown mostra como o cérebro se reconfigura para automatizar tarefas aprendidas. As descobertas desafiam uma compreensão de longa data de como os humanos dominam competências complexas, sugerindo que a verdadeira multitarefa é realmente possível.
Além de encorajar as pessoas ocupadas a acreditar que podem realmente fazer duas coisas ao mesmo tempo, o estudo também tem implicações importantes para o desenvolvimento de uma inteligência artificial capaz de se basear na aprendizagem anterior, tal como o cérebro faz.
“Temos outro trampolim na nossa compreensão de como o cérebro aprende”, disse o autor sênior Maximilian Riesenhuber, PhD, professor de neurociência na Escola de Medicina da Universidade de Georgetown e codiretor do Centro de Neuroengenharia.
A parte encorajadora é que você realmente pode aprender a realizar multitarefas. Na verdade, existe uma maneira de remodelar a arquitetura do seu cérebro e usar outras partes do seu cérebro.”
Maximilian Riesenhuber, Universidade de Georgetown
O novo estudo baseia-se em décadas de pesquisa sobre como a aprendizagem ocorre no cérebro.
Os cientistas queriam compreender os mecanismos por trás da automação e como o cérebro passa do aprendizado de uma nova tarefa para uma forma de executá-la de forma mais inconsciente, após uma vasta experiência.
Um bom exemplo é a direção, disse Riesenhuber. Quando alguém aprende a dirigir, isso exige concentração total. Mas depois de dirigir por muitos anos, a maioria das pessoas consegue conversar, ouvir música ou considerar um problema sem ter que se concentrar completamente na operação do veículo.
“A questão é: como seu cérebro faz isso?” Riesenhuber disse.
A maioria das pesquisas anteriores sobre aprendizagem concentrou-se nos estágios iniciais, mas o que acontece com o cérebro a longo prazo é mais difícil de estudar e menos compreendido.
Para o novo estudo, os pesquisadores treinaram pessoas para classificar imagens transformadas de carros em duas categorias, aprendendo a identificar diferenças sutis para diferenciá-las. Os participantes completaram mais de 30.000 testes durante 5 a 10 semanas, usando um aplicativo que lhes permitiu classificar as imagens como um jogo em seus telefones. Os pesquisadores usaram fMRI e EEG para realizar exames cerebrais nos participantes antes e depois de concluírem os testes.
Eles descobriram que depois que as pessoas aprenderam inicialmente a classificar as imagens, a tarefa ativou o córtex pré-frontal. Essa área do cérebro é responsável pelas funções executivas e pelo pensamento, mas normalmente só consegue realizar uma tarefa por vez.
No entanto, quando os investigadores examinaram os cérebros dos participantes que praticavam a tarefa de classificação durante semanas, descobriram que a categorização estava agora a acontecer no córtex temporal, uma parte do cérebro envolvida na codificação da memória e no reconhecimento de objetos complexos.
“Estudos anteriores mostraram que partes do córtex temporal podem ser ativadas por categorias específicas de objetos em observadores experientes, pássaros, carros e até mesmo Pokémon, mas uma limitação de todos esses estudos é que eles apenas cuidaram de pessoas que se tornaram especialistas. A força deste estudo é que ele é longitudinal, medimos antes e depois do treinamento, então podemos ver que o treinamento extenso essencialmente colocou uma área seletiva de categoria no lobo temporal que não existia antes”, disse o primeiro autor Patrick Cox, PhD, que iniciou o estudo como estudante de pós-graduação em Riesenhuber. laboratório e agora é professor assistente de psicologia na Lehigh University.
“Isso tem implicações para cenários críticos do mundo real, como quando um radiologista pode classificar com precisão massas em um raio-X como benignas ou malignas de forma bastante automática, muitas vezes sem extensa deliberação, graças a anos de treinamento”, disse Cox.
As informações de categoria da área seletiva de carros no córtex temporal contornaram o córtex pré-frontal e se conectaram diretamente às partes de saída do cérebro. “A experiência remodela o cérebro para contornar esse gargalo frontal. O córtex pré-frontal fica então livre para qualquer outra coisa que você queira fazer, aumentando sua capacidade”, explicou Riesenhuber. Na verdade, os pesquisadores descobriram que quanto mais a tarefa do carro era “descarregada” do córtex pré-frontal, melhor as pessoas eram capazes de realizar outra tarefa paralelamente à tarefa do carro.
A descoberta desafia uma teoria de longa data de que os humanos não são capazes de realizar multitarefas de verdade. Em vez disso, pensava-se que o cérebro alternava rapidamente entre duas tarefas.
“O que mostramos é que os circuitos realmente mudam para que o cérebro possa fazer duas coisas ao mesmo tempo”, disse Riesenhuber. “Esta é realmente a verdadeira multitarefa.”
As descobertas também podem ter implicações para a compreensão dos comportamentos compulsivos, porque demonstram que os comportamentos aprendidos se movem para circuitos cerebrais que são menos acessíveis ao pensamento consciente ou à função executiva.
“O primeiro passo para desaprender algo é compreender onde isso realmente está acontecendo no cérebro”, disse Riesenhuber. “Isso mostra por que estratégias como dizer a alguém para pensar em outra coisa realmente não ajudam, porque eles realmente não têm o comportamento sob controle consciente”.
Também ajuda a explicar por que os humanos são tão bons no aprendizado contínuo ou na construção de habilidades após habilidades – algo com o qual a IA ainda tem dificuldade.
Mover uma habilidade aprendida para o córtex temporal e liberar espaço no córtex pré-frontal poderia permitir que o cérebro usasse as informações antigas como um bloco de construção para aprender algo novo, disse Riesenhuber. Os modelos atuais de IA não têm a mesma capacidade, observou ele.
Em seguida, os investigadores querem estudar os mecanismos ou sinais envolvidos na transferência da aprendizagem de uma parte do cérebro para outra e descobrir quais são os limites da multitarefa.
“Outra questão realmente interessante é que tipos de tarefas podem ser aprendidas suficientemente bem para serem executadas em paralelo”, disse Cox. “Podemos caminhar e mascar chiclete ao mesmo tempo, mas olhar para nossos telefones para enviar mensagens de texto enquanto dirigimos nunca será seguro, porque desviamos os olhos da estrada. Tudo se resume a sermos capazes de treinar circuitos neurais totalmente separados para que duas tarefas se tornem compatíveis.”