Ideias que antes pareciam restritas à ficção científica, como no filme The Matrix, começam a ganhar ecos na ciência real. Pesquisadores conseguiram simular digitalmente um cérebro completo de mosca capaz de controlar um corpo virtual e gerar comportamentos próprios, um avanço que aproxima a tecnologia da ideia de reproduzir mentes biológicas dentro de ambientes digitais.
Um grupo de pesquisadores ligados à empresa Eon Systems PBC anunciou um avanço importante na área de neurociência computacional: a criação do que pode ser a primeira simulação de um cérebro completo capaz de controlar um corpo virtual e produzir diferentes comportamentos.
A demonstração, divulgada em vídeo pela equipe, apresenta um modelo digital do cérebro de uma mosca-da-fruta que recebe estímulos, processa informações e envia comandos motores para um corpo simulado em ambiente físico virtual. O resultado é um sistema capaz de reproduzir ações semelhantes às de um organismo real.
O experimento representa um passo relevante em uma área conhecida como emulação completa do cérebro, que busca copiar digitalmente a estrutura e o funcionamento de um cérebro biológico.
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O que é a emulação completa do cérebro
A chamada whole-brain emulation (emulação completa do cérebro) é uma ideia estudada há décadas por cientistas e futuristas. O conceito consiste em mapear todas as conexões neurais de um cérebro biológico e recriá-las em um computador.
Na prática, isso significa copiar cada neurônio e cada sinapse — as conexões entre neurônios — para que um sistema digital reproduza o funcionamento do cérebro original.
Até hoje, muitos projetos conseguiram apenas modelar partes do cérebro ou simular redes neurais específicas, mas sem integrar completamente percepção, processamento e movimento.
O modelo do cérebro da mosca
Em 2024, pesquisadores liderados pelo cientista Philip Shiu, da Eon Systems, publicaram na revista científica Nature um modelo computacional que reproduz todo o cérebro da mosca-da-fruta (Drosophila melanogaster).
Esse modelo inclui:
- mais de 125 mil neurônios
- aproximadamente 50 milhões de conexões sinápticas
A estrutura foi construída a partir do FlyWire connectome, um mapa detalhado das conexões neurais da mosca obtido por microscopia eletrônica e técnicas de aprendizado de máquina.
Nos testes iniciais, o sistema conseguiu prever comportamentos motores da mosca com cerca de 95% de precisão.
Apesar do resultado, havia uma limitação importante: o cérebro digital não possuía um corpo para controlar.
O cérebro digital ganha um corpo
No novo experimento, os pesquisadores deram um passo além.
Eles integraram o cérebro simulado a um modelo físico virtual de uma mosca, desenvolvido em um ambiente de simulação chamado MuJoCo, amplamente usado em pesquisas de robótica e inteligência artificial.
O sistema funciona em ciclo completo:
- Estímulos sensoriais entram no sistema
- O cérebro digital processa as informações
- Os circuitos neurais geram comandos motores
- O corpo virtual executa o movimento
Esse processo cria um loop sensório-motor, semelhante ao que ocorre em organismos reais.
Segundo os pesquisadores, essa é a primeira vez que um cérebro completamente emulado, baseado em dados biológicos reais, controla um corpo simulado produzindo múltiplos comportamentos naturais.
Diferença em relação a projetos anteriores
Outras pesquisas já haviam simulado animais digitais, mas usando técnicas diferentes.
Alguns exemplos incluem:
- modelos de corpos controlados por aprendizado por reforço (IA), sem cérebro biológico real
- projetos como o OpenWorm, que simula o sistema nervoso do verme C. elegans
No entanto, o sistema nervoso do C. elegans possui apenas 302 neurônios, muito menos do que o cérebro da mosca.
No novo projeto, o controle do corpo virtual não é feito por inteligência artificial treinada, mas sim pelas dinâmicas neurais reais do cérebro mapeado biologicamente.
Próximo objetivo: simular o cérebro de um camundongo
O experimento com a mosca também serve como base para projetos mais ambiciosos.
A missão da Eon Systems é criar emulações cerebrais cada vez maiores e mais precisas, com o próximo alvo sendo o cérebro de um camundongo.
Um cérebro de camundongo possui cerca de:
- 70 milhões de neurônios
- aproximadamente 560 vezes mais neurônios que o cérebro da mosca
Para isso, os pesquisadores estão reunindo grandes quantidades de dados sobre o funcionamento neural usando técnicas como:
- microscopia de expansão, para mapear conexões neurais
- imagens de cálcio e voltagem, que registram a atividade dos neurônios em tempo real
Possível impacto para o futuro
Se a tecnologia continuar avançando, especialistas acreditam que ela poderá ajudar a compreender melhor como os cérebros funcionam, além de contribuir para pesquisas sobre doenças neurológicas, inteligência artificial e robótica.
No longo prazo, alguns cientistas consideram que a emulação completa do cérebro poderia levar à criação de modelos digitais extremamente complexos de mentes biológicas, embora esse objetivo ainda esteja muito distante.
Por enquanto, a simulação do cérebro da mosca representa um marco científico importante, mostrando que já é possível reproduzir digitalmente um cérebro biológico completo e fazê-lo interagir com um corpo virtual.
