Os pesquisadores demonstraram que o cérebro humano está programado para realizar cálculos avançados, semelhantes aos computadores de alto desempenho, para compreender o mundo por meio de processos de inferência bayesiana. Os cientistas têm agora um modelo matemático que reflete de perto a forma como o cérebro humano interpreta os dados visuais.
Em um estudo recente publicado na Nature Communications, pesquisadores da Universidade de Sydney, da Universidade de Queensland e da Universidade de Cambridge desenvolveram um modelo matemático abrangente que contém todos os componentes necessários para realizar a inferência bayesiana.
A inferência bayesiana é um método estatístico que combina conhecimento prévio com novas evidências para fazer suposições inteligentes. Por exemplo, se você sabe a aparência de um cachorro e vê um animal peludo com quatro patas, pode usar seu conhecimento prévio para adivinhar que é um cachorro.
Esta capacidade inerente permite aos humanos interpretar o seu ambiente com extraordinária precisão e velocidade, ao contrário das máquinas que podem ser derrotadas com uma simples medida de segurança CAPTCHA quando solicitadas a identificar um hidrante num painel de imagens.
“Apesar do apelo conceitual e do poder explicativo dos métodos bayesianos, a forma como o cérebro calcula as probabilidades é em grande parte misteriosa”, disse o Dr. Reuben Rideaux, da Escola de Psicologia da Universidade de Sydney, e pesquisador sênior do estudo.
"A nossa nova investigação lança luz sobre este mistério. Descobrimos que a estrutura básica e as ligações dentro do sistema visual do nosso cérebro são estabelecidas de uma forma que permite a inferência bayesiana sobre os dados sensoriais que recebemos. Esta descoberta é significativa porque confirma que os nossos cérebros são inerentemente concebidos para esta forma avançada de processamento, permitindo-nos interpretar o que nos rodeia de forma mais eficiente."
As descobertas do estudo não apenas confirmam as teorias existentes sobre o uso do raciocínio bayesiano pelo cérebro, mas também abrem a porta para novas pesquisas e inovações que poderiam aproveitar a capacidade natural do cérebro para o raciocínio bayesiano para aplicações práticas que beneficiam a sociedade.
"Nossa pesquisa, embora focada principalmente na percepção visual, tem implicações mais amplas nos campos da neurociência e da psicologia", disse o Dr. Rideau. “Ao compreender os mecanismos fundamentais que o cérebro utiliza para processar e interpretar dados sensoriais, podemos abrir caminho para avanços em campos que vão desde a inteligência artificial, onde a imitação de tais funções cerebrais poderia revolucionar a aprendizagem automática, até à neurologia clínica, que pode fornecer novas estratégias para futuras intervenções terapêuticas”.
A equipe de pesquisa, liderada pelo Dr. William Harrison, fez a descoberta registrando a atividade cerebral de voluntários enquanto eles visualizavam passivamente monitores que foram cuidadosamente projetados para obter sinais neurais específicos relacionados ao processamento visual. Eles então projetaram modelos matemáticos para comparar uma série de hipóteses concorrentes sobre como o cérebro humano percebe a visão.