No campo da neurociência, há projetos que desafiam os limites do que se crê ser possível. Um deles é a ambição de, sob a liderança do cientista Alexander Shapson-Coe, mapear as conexões neurais de um volume cerebral diminuto, mas de complexidade monumental: apenas um milímetro cúbico do córtex temporal. Este empreendimento, frequentemente associado ao projeto MindScope do renomado Allen Institute for Brain Science, em Seattle, nos EUA, visa nada menos que desvendar a arquitetura subjacente a uma “partícula de pensamento”.
Para termos uma ideia da dimensão deste desafio, considere-se que um milímetro cúbico de córtex cerebral de mamífero pode conter entre 50.000 a 100.000 neurónios, cada um com milhares de sinapses. A ambição é, portanto, criar um conectoma – o mapa completo de todas as ligações neurais – com uma resolução sem precedentes, capaz de revelar detalhes microscópicos de sinapses e organelas.
A inovação que torna esta tarefa menos quimérica reside na confluência de múltiplos avanços tecnológicos. Em primeiro lugar, a microscopia eletrónica em larga escala permite a aquisição automatizada de milhares de secções ultrafinas do tecido cerebral. Cada uma destas secções é imaginada com microscopia eletrónica, construindo uma gigantesca pilha de imagens 2D que podem depois ser reconstruídas em três dimensões. A preparação do tecido é, por si só, uma arte e uma ciência: fixação cuidadosa, coloração com metais pesados para contraste e incrustação em resina, tudo para garantir imagens de altíssima qualidade.
No entanto, o verdadeiro salto acontece no processamento da vasta quantidade de dados gerados – petabytes de informação. É aqui que a Inteligência Artificial (IA) e algoritmos sofisticados de visão computacional (como as redes neuronais convolucionais) se tornam indispensáveis. São estas ferramentas que automatizam o reconhecimento e a segmentação de neurónios, dendritos, axónios e sinapses, permitindo a reconstrução 3D do conectoma.
A expressão “partícula de pensamento” é uma metáfora poderosa para este objetivo. Não sugere que um milímetro cúbico de córtex contenha um pensamento completo, mas sim que o mapeamento detalhado destas redes neurais pode, finalmente, começar a revelar os circuitos fundamentais que estão na base de funções cognitivas complexas. Compreender esta intrincada arquitetura sináptica é a chave para desvendar como o cérebro processa informação, forma memórias e, em última instância, gera a consciência e o próprio pensamento.
As implicações de um projeto desta envergadura são profundas. Desde a neurociência básica, que busca os princípios de organização cerebral, até à compreensão de doenças neurológicas e psiquiátricas como Alzheimer, Parkinson ou autismo, identificando anomalias nas conexões. Além disso, os insights obtidos podem inspirar novas arquiteturas para a Inteligência Artificial, baseadas na forma como o cérebro biológico opera.
Este é um projeto de décadas, com desafios imensos em termos de financiamento, desenvolvimento tecnológico e análise de dados, mas que representa um esforço monumental para desvendar os segredos mais profundos do órgão mais complexo conhecido: o cérebro humano.
