Cérebro artificial mostra por que nem sempre devemos acreditar no que vemos

Se você já assistiu a corridas de Fórmula 1 na televisão, deve ter tido a impressão de ver o pneu do carro rodando para trás. A confusão visual é uma ilusão de ótica causada por efeitos de luz. Mas cientistas desenvolveram um sistema artificial projetado para funcionar o mais parecido possível com a maneira como o nosso cérebro capta imagens em movimento.

Os resultados da empreitada foram publicados na publicação científica Journal of Vision. Usando décadas de estudos de percepção de movimento humano, os pesquisadores conseguiram treinar uma rede neural artificial, chamada de MotionNet, para estimar a velocidade e a direção das sequências de imagens.

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O objetivo dos pesquisadores foi construir um sistema que descrevesse como as informações de espaço e tempo são combinadas em nosso cérebro para produzir nossas percepções —ou equívocos— de imagens em movimento. Isso possibilitou explicar algumas ilusões de ótica desconcertantes que costumamos ter.

Para verificar de que maneira efeitos visuais enganam o cérebro, os cientistas reproduziram no MotionNet o que acontece dentro das nossas cabeças quando somos expostos ao movimento Phi, que é uma ilusão de ótica induzida.

Funciona assim: um ponto preto aparece no lado esquerdo de uma tela e desaparece para, logo em seguida, voltar a surgir, mas dessa vez à direita. Esse movimento gera em nós a percepção de que o ponto se moveu de um lado para o outro. Contudo, se a mesma situação for aplicada a um ponto branco, à direita e sobre um fundo escuro, o "veremos" se mover da direita para esquerda —o que é chamado pelos cientistas de "phi reverso".

Os pesquisadores perceberam que o sistema neural artificial cometia os mesmos erros de percepção do cérebro humano e, com isso, passaram a investigar a causa do efeito no MotionNet.

Os cientistas descobriram que os neurônios estão "sintonizados" na direção do movimento e, por isso, o MotionNet ativava neurônios sincronizados na direção oposta ao movimento real durante o phi reverso. Além disso, o sistema artificial revelou que a velocidade do movimento phi reverso é afetada pela distância dos pontos, ao contrário do que a ciência esperava.

"Já sabemos sobre o movimento phi reverso há muito tempo, mas o novo modelo gerou uma previsão completamente nova sobre como o experimentamos, que ninguém jamais olhou ou testou antes", afirmou Reuben Rideaux, pesquisador no Departamento de Psicologia da Universidade de Cambridge e primeiro autor do estudo.

Usando o MotionNet, os pesquisadores esperam preencher lacunas no entendimento atual de como essa parte do cérebro funciona. Mesmo sendo bastante precisas, as previsões do sistema precisarão ser validadas em experimentos biológicos.

Mas os cientistas afirmam que a rede neural artificial pode ser fundamental, pois saber em qual parte do cérebro os estudos devem se concentrar vai economizar muito tempo.

Pensar que as coisas estão se movendo de forma diferente do real pode ter consequências catastróficas. Por exemplo, uma pessoa ao dirigir à noite, em meio à neblina, pode subestimar a velocidade do carro porque o ambiente escuro modifica sua percepção.

Apesar disso, o estudo afirma que os humanos são razoavelmente bons em calcular a velocidade e a direção de um objeto em movimento apenas olhando para ele —é assim que um goleiro calcula quando deve pular para defender uma bola, por exemplo.

Mas nosso cérebro pode causar uma ilusão de ótica grande quando falamos em velocidades baixas. Estudos anteriores já apontaram que os neurônios tendem a adivinhar que os objetos estão mais devagar do que realmente estão quando se trata de velocidades lentas.