O filme da sua mente

Supondo que tecnologias capazes de ler a mente se tornem disponíveis, elas exigirão limites jurídicos?

Será que um dia você poderá visualizar os seus pensamentos e torná-los acessíveis em arquivos visuais? Imagine assistir os seus sonhos como se fossem um filme!
Parece coisa de ficção científica, certo? E se outra pessoa (ou o governo) ganhasse acesso ao que ocorre na sua mente? Ou se víssemos o que ocorre na mente de um paciente em coma? As possibilidades médicas são enormes, as complicações éticas também. Supondo que essas tecnologias virem realidade, onde devemos parar? Será que prisioneiros deverão ser submetidos a leituras cerebrais para que o júri possa confirmar o seu veredicto?
Continuamos longe de ver o que ocorre em nossas mentes. Mas não tão longe quanto costumávamos estar. Num experimento recente, voluntários assistiram a videoclipes enquanto sua atividade cerebral era registrada usando ressonância magnética funcional (fMRI). Com os dados coletados, computadores foram capazes de reconstruir parcialmente as imagens que os voluntários viram. Não é o mesmo que ver dentro de suas mentes, mas ver o que suas mentes viam, um feito já bem impressionante.
Como afirmou o cientista cognitivo Jack Gallant, da Universidade da Califórnia em Berkeley, que é um dos autores do estudo, "é um grande avanço para a reconstrução de imagens internas... abrimos uma tela para assistir os filmes que passam em nossas mentes".
Dentre os inúmeros benefícios dessa tecnologia, podemos imaginar o dia em que pessoas deficientes (ou qualquer outra) poderão comandar computadores com suas mentes. No experimento, os voluntários tiveram de ficar sendo escaneados por horas, para que a máquina de fMRI registrasse o fluxo sanguíneo do córtex visual, a região do cérebro que processa a visão.
Num computador, os pesquisadores dividiram o cérebro em pequenos cubos, chamados voxels (pixels volumétricos). A informação dos clipes que chegava ao córtex era medida pelo fMRI, enquanto o computador gravava o tipo e o local da atividade neuronal correspondente a cada imagem, criando um mapa da informação segundo a segundo.
O computador então comparou essa informação com 18 milhões de clipes tirados do YouTube, buscando padrões semelhantes. Os cem mais parecidos eram combinados, e as imagens eram usadas para reconstruir os clipes originais.
Não há dúvida de que esses são apenas os primeiros passos de uma nova tecnologia, e que ninguém pode ainda ver o que se passa na sua cabeça. Dois desafios importantes são a baixa velocidade com que as máquinas atuais de fMRI registram a atividade neuronal (é por isso que a reconstrução é de segundo a segundo) e o tamanho limitado da videoteca usada para comparação.
(Por exemplo, nos 18 milhões de videoclipes do YouTube não havia um com um elefante, de modo que aquela parte da correspondência foi prejudicada.) Porém, como é o caso com novas tecnologias, os primeiros passos podem ser lentos, mas o progresso ocorre mais rápido do que o esperado.
Talvez nossa geração não tenha de censurar nossos sonhos para maridos e mulheres; mas é bem provável que a geração de nossos filhos não terá tanta sorte.

Celebrando a energia escura

Astrônomos vencedores do Prêmio Nobel em Física nos fazem repensar a relação espaço, tempo e matéria

A energia escura está aqui para ficar. Essa semana foi anunciado o Prêmio Nobel em Física. Venceram três astrônomos que em 1998 descobriram algo surpreendente o Universo não só está em expansão, mas essa expansão é acelerada.
Conforme comentou outro vencedor do Nobel, Frank Wilczek: "esse é o maior mistério da física básica atual". E é mesmo. Quando a descoberta foi anunciada, pouca gente achou que estava correta. Mas, passados 13 anos, os efeitos da expansão acelerada foram comprovados por métodos diferentes.
Quando físicos afirmam que o Universo está em expansão, é comum imaginar que houve uma espécie de explosão, como a de uma bomba, que lança seus detritos em todas as direções. Se fosse assim, o Universo teria um ponto central, de onde tudo surgiu. E a verdade é que nenhum ponto no espaço é mais especial do que outro.
Para visualizar a expansão cósmica, convém imaginar uma tira de borracha em duas dimensões, como um quadrado. Imagine, também, que as galáxias são moedas grudadas à tira.
Conforme a tira cresce nas suas duas direções, as moedas afastam-se umas das outras. Um observador numa moeda vê as outras se afastando dele. Portanto, a expansão do Universo é uma expansão da geometria do espaço: as distâncias entre dois pontos crescem. Esse efeito só é observável a distâncias de milhões de anos-luz.
Para determinar que as galáxias estão se afastando umas das outras, astrônomos precisam medir sua distância e velocidade.
Para a distância, utilizam fontes de luz padrão. Por exemplo, usando lanternas idênticas, e sabendo que a intensidade da luz cai com o quadrado da distância, é possível, num descampado à noite, medir a distância das lanternas até um certo ponto a partir da intensidade da luz que chega a este ponto.
O feito dos três astrônomos foi ter achado uma fonte padrão tão poderosa que sua luz pode ser detectada a bilhões de anos-luz de distância. São as chamadas explosões de supernova do tipo Ia, que ocorrem quando uma estrela suga a matéria da sua vizinha até não poder suportar mais seu próprio peso.
As velocidades são determinadas usando o efeito Doppler, que nos é familiar ao ouvirmos uma ambulância. A distorção do som ocorre devido ao alongamento (quando ela se afasta) ou encolhimento (quando se aproxima) das ondas de som.
O mesmo ocorre com a luz. As galáxias que se afastam têm sua luz deslocada para maiores comprimentos de onda, em direção ao vermelho. Daí o nome "desvio para o vermelho das galáxias", a prova de que o Universo está em expansão.
Os astrônomos mostraram que a partir de 5 bilhões de anos atrás, o cosmo começou a expandir mais rapidamente, como se um tipo novo de matéria (ou energia) dominasse seu crescimento. Essa fonte de energia foi chamada de "energia escura". Não sabemos qual a sua natureza. Talvez esteja relacionada a minúsculas flutuações de energia ou a uma nova força da natureza ligada a um campo desconhecido. Ou, talvez, mostre a necessidade de se modificar a teoria da relatividade geral, de Albert Einstein.
Qualquer que seja a resposta, é certo que nos forçará a repensar a relação espaço, tempo e matéria.

Einstein errou?

Muitos sonham em desmentir o genial físico alemão; por enquanto, porém, suas teorias, que inspiraram tecnologias como laser e GPS , resistem ao teste do tempo

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Esta semana marcou o 106º aniversário da publicação do artigo de Einstein com a famosa fórmula E=mc2, talvez a mais famosa da física.
Aos 26 anos, Einstein redefiniu nossa compreensão da matéria, mostrando sua íntima relação com a energia. O elo da correspondência é a velocidade da luz, representada pelo "c", com um valor aproximado de 300 mil km/s.
Você pisca o olho e a luz dá sete voltas e meia em torno da Terra. Segundo a teoria da relatividade, nada na natureza pode viajar mais rápido do que a luz: qualquer objeto com massa, de um elétron a um cometa, necessariamente deve viajar com uma velocidade mais baixa do que "c".
Porém, vimos recentemente cientistas dos laboratórios europeus Cern, em Genebra, na Suíça, e Gran Sasso, na Itália, anunciando a detecção de partículas com velocidades maiores que a da luz.

FANTASMAGÓRICAS
As partículas são neutrinos, conhecidas como "partículas-fantasmas" devido à sua fraca interação com a matéria: neutrinos atravessam paredes, pessoas e planetas como se não existissem, apenas raramente colidindo com outras partículas.
Os experimentos começam criando neutrinos no Cern. Depois, eles viajam 730 quilômetros através da crosta terrestre até chegar aos detectores em Gran Sasso.
Embora o porta-voz da experiência tenha afirmado que o processo é simples, que basta dividir distância por tempo para obter a velocidade, na prática a coisa é bem mais complicada. De fato, a maioria absoluta dos físicos vê os resultados com muito ceticismo, duvidando que sobrevivam por muito tempo.
Ou, claro, pode ser que os neutrinos tenham viajado mesmo algumas dezenas de bilionésimos de segundo mais rápido do que as partículas da luz. Mas eu não apostaria nisso.
O que acho interessante é o burburinho que surge cada vez que um cientista crê demonstrar que Einstein errou.
Cientistas têm o dever de testar teorias. Dada a profundidade das teorias de Einstein, achar uma falha numa delas pode revolucionar a nossa compreensão do mundo natural. Esse tipo de ceticismo é vital para o funcionamento da ciência.

MATURAÇÃO LENTA
Muitas vezes, uma teoria demora a maturar. De volta a Einstein, esse foi o caso com a sua teoria da relatividade geral, a que relaciona a atração gravitacional com a curvatura do espaço.
A teoria foi desenvolvida aos poucos, entre 1907 e 1915, até Einstein chegar à sua versão final. Afirmar que Einstein deu passos "errados" no meio do caminho é ignorar o processo criativo dos cientistas; a ciência não anda numa linha reta entre dois pontos. Ela meandra aqui e ali até chegar ao seu objetivo.
Que eu saiba, os resultados principais de Einstein estão todos ainda conosco e continuam a inspirar novas pesquisas, sem falar nas tecnologias "einstenianas" do cotidiano.
Mesmo que, um dia, algumas das ideias de Einstein sejam suplantadas por novas teorias-e isso deve acontecer -, dizer que ele estava errado é no mínimo ingênuo.
Será que podemos dizer que Newton estava errado quando Einstein corrigiu suas teorias? Certamente não! Toda teoria deve ser aplicada dentro do seu limite de validade: julgá-la errada quando aplicada fora desses limites é não saber como usá-la.
O próprio Einstein considerou uma de suas ideias como o "maior dos seus erros", a adição da chamada constante cosmológica às equações descrevendo a geometria do Universo.
Em 1931, Einstein visitou o astrônomo Edwin Hubble no observatório do monte Wilson, na Califórnia, e teve a oportunidade de ver o desvio para o vermelho da luz emitida por galáxias distantes. A interpretação mais imediata desse desvio é a expansão do Universo, isto é, que as galáxias estão se afastando umas das outras a altas velocidades. Em 1917, Einstein havia escrito um artigo onde supõe que o Universo é estático, sem expansão alguma.
Para isso, teve de adicionar a constante cosmológica, que garante a solução estática que queria. O resultado de Hubble mostrou que sua suposição não era necessária.

REVIRAVOLTA
Ironicamente, em 1998, astrônomos descobriram que o Universo está em expansão acelerada, efeito que pode ser causado justamente pela constante cosmológica de Einstein. A natureza tem razões que a razão desconhece.
Outro "erro" de Einstein é sua posição com relação à mecânica quântica, que descreve as partículas da matéria. Ele nunca aceitou que, conforme dizia essa área da física, a realidade tivesse um forte componente aleatório.
Até hoje, nada de anormal foi encontrado com a mecânica quântica. Em defesa de Einstein, não houve aqui um erro, mas uma diferença filosófica na sua visão de mundo. É prematuro julgar se sua posição está certa ou errada.
A lição aqui me parece simples: é bom termos cuidado ao julgar teorias a partir de resultados recentes e com pouco escrutínio. Afirmações extraordinárias requerem provas extraordinárias.
Embora o questionamento constante seja vital para a ciência avance, as trombetas da revolução só devem ser soadas após a revolução ter mesmo começado.

O Universo e a vida

no Faebook: http://goo.gl/93dHI

A evolução não leva à vida complexa e inteligente: ela leva a formas de vida bem adaptadas ao seu ambiente

SE VOCÊ tem prestado atenção nas últimas notícias sobre ciência, deve ter percebido que está chovendo planeta. (Semana que vem falaremos da suposta descoberta de partículas mais rápidas do que a luz.)

Na semana passada, astrônomos da Universidade de Genebra, na Suíça, descobriram o planeta que mais se parece com a Terra até agora, ao menos em termos da sua massa e posição. O HD85512 b tem massa 3,6 vezes maior do que a da Terra e orbita sua estrela na "zona habitável", região onde a água, se existir, pode ser líquida.

Claro, não sabemos ainda se existe vida no planeta, ou mesmo se ele é rochoso como a Terra. Serão anos até que seja possível analisar, mesmo que superficialmente, a composição de sua atmosfera. Porém, o entusiasmo é justificável: quanto mais planetas semelhantes à Terra forem encontrados, maiores as chances de a vida existir em outro lugar. As descobertas recentes mostram que planetas como a Terra devem existir. Será que o Universo é mesmo propício à vida?

Cientistas acreditam que a vida é comum no Universo devido à regularidade das leis da física e da química. Galáxias distantes se movem segundo as mesmas leis que conhecemos aqui na Terra; suas estrelas e gases são compostos pelos mesmos elementos químicos.

Portanto, é razoável supor que os mesmos processos que levaram a vida a surgir aqui na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos devem ter ocorrido em outras plataformas planetárias. Esse é o argumento da regularidade cósmica.

Mas será suficiente? A suposição é que, se a física e a química são as mesmas, a biologia também será. Quando pensamos em vida extraterrestre, estamos implicitamente supondo que ela obedece à teoria da evolução por seleção natural de Darwin. Claro, só saberemos se esse é mesmo o caso quando obtivermos uma amostra de vida alienígena e estudarmos suas propriedades e composição genética. Porém, é difícil imaginar que os princípios dar-winistas não se aplicarão.

Mas isso nada diz sobre as particularidades das formas de vida. Quando falamos de vida extraterrestre, é fundamental distinguir entre vida unicelular e vida multicelular. Ao contrário do que muitos supõem, a evolução não leva da vida unicelular à vida complexa e inteligente: ela leva a formas de vida bem adaptadas ao seu ambiente.

Aqui na Terra, durante 2,5 bilhões de anos, a vida se resumiu a seres unicelulares. As transições que levaram da vida unicelular à vida multicelular complexa foram muitas e são ainda pouco compreendidas: de células simples a células com o material genético isolado, como as nossas; daí a seres multicelulares; deles, a criaturas com órgãos diferenciados, mas cuja funcionalidade é integrada.

O que aprendemos com o único exemplo que conhecemos é que a história da vida num planeta depende completamente da história geológica desse planeta (ou lua). Se pudéssemos mudar um evento importante na nossa história, digamos, a colisão com o asteroide que exterminou os dinossauros, a história da vida terrestre teria sido outra. Provavelmente, não estaríamos aqui. Do que vemos até agora, a Terra permanece uma joia rara no cosmo. E merece nosso respeito e cuidado.

MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor de "Criação Imperfeita".
Facebook: http://goo.gl/93dHI

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Quando começa a vida?

A primeira batida cardíaca marca o início de uma integração sistêmica, a comunicação entre órgãos

Minha esposa está para ter um bebê a qualquer momento. Aliás, quando você ler essa coluna, é muito possível que o bebê já tenha nascido. Inspirado por isso, nas últimas 39 semanas venho ponderando a questão do início da vida.

Quando, exatamente, a vida começa? Não me refiro ao início da vida na Terra, algo que pesquiso em meu trabalho, mas ao começo da vida de um indivíduo humano, esse tópico controverso que alimenta a grande polêmica entre quem é contra ou a favor do aborto.

Como sou físico e não médico ou especialista em bioética, apresento apenas algumas possibilidades que, espero, incitem mais debates.

Começando do começo: na concepção, temos a junção do espermatozoide e do óvulo. O zigoto é resultado do abraço bioquímico de 46 cromossomos, 23 do pai e 23 da mãe.

É possível argumentar que a vida começa antes da fertilização. Se o esperma "nada" em direção ao óvulo, há um propósito. Mas podemos equacionar vida com um propósito?

Após a fertilização, o zigoto implanta-se na parede uterina e começa a se desenvolver. Este é o blastocisto, de onde as células-tronco podem ser extraídas. Uma incrível dança hormonal ocorre. Após cinco semanas, há um tubo neural e primórdios de coração e outros órgãos. Começa aqui o período embrionário.

Em seis semanas, a coisa acelera: o embrião pode mover suas costas e pescoço. O batimento cardíaco passa a ser detectado via ultrassom em torno de seis semanas. Há fontes que colocam o início do pulso cardíaco ainda antes, em torno de três semanas após a concepção.

Essa transição é, para mim, fantástica. Um amontoado minúsculo de células já tem um sistema nervoso primitivo, que ordena um coração primitivo a pulsar! Como, exatamente, isso ocorre? A primeira batida cardíaca marca a transição entre algo em que células estão se dividindo para algo em que existe uma integração sistêmica, órgãos se comunicando. É aqui que começa?

Em oito semanas, o embrião tem "tudo" de um adulto. É o início da fase fetal, um ser proto-humano, ou já humano, com um coração e cérebro. Por outro lado, sua sobrevivência depende da placenta.

Outra transição acontece quando o feto pode sobreviver independentemente da mãe. Mas quando isso ocorre?

Devido aos avanços na medicina neonatal, 80% dos bebês prematuros de 26 semanas conseguem hoje sobreviver. Com o avanço da tecnologia, essa sobrevivência será ainda maior.

Portanto, essa transição depende da tecnologia.

Finalmente: quando surge o consciente? No útero, no nascimento ou durante a infância? Deixando de lado a questão de como definir o consciente, eletroencefalogramas de fetos no 3º trimestre já revelam uma integração entre os dois hemisférios cerebrais, uma condição importante para a formação do consciente.

Talvez seja o choque do nascimento, quando o bebê é forçado a respirar por si só e a interagir com um ambiente completamente diverso, que desperta o consciente. Ou talvez não exista uma resposta para essa questão, apenas interpretações do que significa vida em estágios diversos de desenvolvimento.

De qualquer forma, tenho de terminar isso, pois preciso arrumar o quarto do bebê que está por vir.

O que é unidade?

Ao refletir sobre unidade, vale lembrar que somos feitos da mesma matéria: pessoas, plantas e rochas

Hoje, nos EUA, é um dia lúgubre, o aniversário de dez anos do ataque terrorista que destruiu as Torres Gêmeas em Nova York e danificou parte do Pentágono. O número de vítimas chegou a 2.977: pessoas de todas as idades, raças e credos.

Entre as várias discussões sobre o que ocorreu e os seus motivos, gostaria de meditar aqui sobre o que mais falta no mundo: unidade. No fim de semana passado, recebemos em casa a artista russa Ekatherina Savtchenko (para ver seu trabalho, visite www.ekatherinas.com). Savtchenko usa a sua arte para transmitir uma forte mensagem de unidade, conectando várias culturas e fés com aspectos diversos do conhecimento humano, incluindo a ciência. Ela é parte da Unity Foundation (Fundação Unidade), um grupo ainda pequeno de pessoas dedicado a encontrar um denominador comum e inspiração dentre as tantas vozes do mundo.

Parte das atividades da fundação é coletar depoimentos de pessoas, registrados em vídeo, sobre sua visão do que é unidade. O objetivo é explorar vários significados da palavra e entender a sua essência. Quando chegou a minha vez e a câmera apontava na minha direção, tive de pensar rapidamente sobre o que entendo por unidade. Imediatamente, a noção de conectividade me veio à mente.

A ciência, em particular a física, influencia o que entendo por unidade. No seu aspecto mais básico, essa conectividade -que a tudo e todos liga-vem da unidade que vemos nas leis da natureza. Através do espaço e do tempo, por bilhões de anos-luz de distância e bilhões de anos, podemos afirmar com confiança que as mesmas leis da física e da química são válidas.

Vemos estrelas a bilhões de anos-luz de distância, estudamos os seus espectros e concluímos que esses objetos, tão longínquos, muitos deles já nem mais existentes, contêm hidrogênio, hélio e muitos dos mesmos elementos químicos que encontramos na Terra e em nossos corpos.

Vemos, também, que essas estrelas produzem seu brilho da mesma forma que o nosso Sol, transformando hidrogênio em hélio em seu centro, através da fusão nuclear. Somos todos feitos da mesma matéria: pessoas, plantas, rochas, estrelas.

As leis da natureza conectam o Universo, trazendo-o até nós. Mas que leis são essas? De onde vêm? Aqui, a ciência tem pouco a dizer. As leis da natureza são, em realidade, nossa interpretação do que vemos da natureza, consequência do que medimos do mundo. Elas expressam padrões de comportamento que identificamos através do espaço e do tempo, padrões que podemos quantificar e comparar com medidas e observações.

Como criadores dessas leis, nossa conexão com o Cosmos vai além da nossa composição material em comum: ela existe, também, por meio das nossas mentes, ao mapearmos na consciência aquilo que, sem nós, passaria desapercebido.

Como escrevi em meu livro "Criação Imperfeita", somos como o Universo pensa sobre si mesmo. Termino sugerindo uma montagem em vídeo em que Richard Feynman, Carl Sagan, Bill Nye e Neil deGrasse Tyson "cantam" sobre a unidade da natureza e nossa conexão com o cosmo. (Assista no link: http://www.youtube.com/watch?v=XGK84Poeynk&feature=youtu.be

)

MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor de "Criação Imperfeita".
Facebook: http://goo.gl/93dHI

 

Você comeria carne de proveta?

Quem tiver problemas em comer carne produzida em laboratório deveria visitar um matadouro

Imagine que um dia você vai ao supermercado e encontra, junto aos cortes usuais de carne e galinha, carnes produzidas em laboratório.

Um pouco adiante, vê filés de peixe, também criados artificialmente. Um rótulo amarelo distingue os dois tipos de carne: "natural" e "artificial". Qual você escolheria?

Mesmo que cientistas garantam que não há diferença hormonal, nutricional ou molecular entre os dois tipos de carne, tenho certeza de que a maioria escolheria carnes naturais. Por que isso?

Pode ser por ecos do que chamo de Síndrome de Frankenstein, o medo irracional de que a ciência foi mais longe do que deveria. Porém, se podemos cultivar vegetais, por que não carnes?

Se isso parece coisa de ficção cientifica, pense de novo. Dezenas de laboratórios estão tentando cultivar carne, partindo de amostras de células musculares (que é o principal do que comemos na carne) alimentadas em soluções que induzem a sua proliferação. Em 1999, o holandês Willem van Eelen registrou patentes internacionais da "produção industrial de carne usando culturas celulares".

Após muito esforço, van Eelen convenceu o governo holandês a financiar projetos de pesquisa em três universidades, visando aprimorar o desenvolvimento de tecido muscular em laboratório.

"Se bilhões de pessoas parassem de comer animais, que ótimo seria oferecer-lhes carnes obtidas sem o horror do matadouro, dos caminhões, das mutilações, da dor e do sofrimento causados pela produção industrial de carnes", afirmou Ingrid Newkirk, cofundadora e presidente da fundação Peta (Pessoas pelo Tratamento Ético de Animais).

Imagino que Newkirk seja a inimiga número um dos produtores de carne. De minha parte, escrever estas linhas reafirma meu compromisso em ser vegetariano.

Fora as vantagens éticas, existem inúmeras vantagens ambientais: a agropecuária consome quantidades enormes de recursos naturais, da água à energia, fora o desmatamento incluído no pacote.

Quem tiver problemas em comer carnes feitas em laboratório deveria visitar um matadouro e comparar os dois.

Portanto, a possibilidade parece ser óbvia. Supondo que a carne in vitro seja uma realidade num futuro próximo, quantas pessoas estariam dispostas a comê-la? Note que o processo não envolve qualquer manipulação genética, não tendo nada de transgênico.

A questão envolve a credibilidade da ciência e a sua percepção popular. Quem vai acreditar nos cientistas que trabalham para a indústria de carnes artificiais?

Como temos visto com a questão do aquecimento global, os dias em que pessoas equiparavam ciência à verdade já estão longe.

As coisas se complicam quando os cientistas trabalham para empresas privadas. Pense na diferença entre o depoimento de um especialista em câncer de um hospital e o de outro que trabalhe para uma indústria de cigarros.

Por outro lado, dado que o consumo mundial de carne é de 285 milhões de toneladas por ano, o potencial econômico é gigantesco, mesmo que só uma fração do público esteja disposta a comer carne de proveta.
Alguns cientistas creem que essa seja a solução para o problema da fome mundial: carne artificial, barata e nutritiva. Outros querem só ganhar dinheiro.

Espera-se que cientistas do governo informem o público das vantagens e desvantagens da carne artificial. Enquanto isso, talvez seja hora de você repensar seus hábitos alimentares.