Mais sobre a “piscada” e o Lag-1 Sparing…

     Muito bom ver nos comentários que o post foi realmente interessante. Como eu disse, o Attentional Blink foi descoberto apenas de 1992, o que torna sua pesquisa muito recente. Desde então, muita coisa foi descoberta sobre o funcionamento e os motivos para a existência dessa “piscada”, os quais eu pretendo explicar aqui.

     No entanto, antes de mais nada, cabe uma observação interessante. Nenhum de vocês, leitores do blog, percebeu uma característica interessante no gráfico exposto com os resultados (ou talvez tenham percebido e não quiseram comentar nada). Essa característica é o Lag-1 Sparing, ou “poupada” da atenção para os casos de Lag-1. Vejam o gráfico novamente:

     O gráfico mostra que, para as situações em que a segunda letra é exibida LOGO APÓS a primeira letra, sem números entre elas, ambas são detectadas com surpreendente sucesso! Hehehe, algo totalmente inesperado, tão inesperado que os inúmeros gráficos mostrando resultados de Attentional Blink desde 1992 sempre apresentavam este pico para Lag-1, mas, assim como para vocês, leitores, esse resultado passou despercebido (ou, mais provavelmente, ignorado) até mesmo para a comunidade científica! Foi somente no ano 2000 que esse efeito foi estudado com maior cautela.

     O Lag-1 sparing - “poupada” da atenção para casos de Lag-1 (segunda letra logo após a primeira) –, juntamente com a “piscada” descrita anteriormente comprovam o seguinte: numa tarefa de detecção de duas letras numa seqüência de números, a detecção da segunda é normal caso ela venha logo após a primeira, cai abruptamente caso ela venha dentro de um período de 200ms a 500ms após a primeira, e retorna a níveis normais caso venha após 700ms.

     Esse fato curioso, ao ser descoberto e publicado em 2000, contribuiu mais ainda para que o assunto “Attentional Blink” se tornasse mais “pop” na comunidade científica do que já era. Todos tentavam entender o que era isso que acontecia no cérebro que proporcionava resultados tão inesperados! Muitos vieram com teorias sobre o funcionamento da atenção, mas uma delas é mais amplamente aceita atualmente.

     Ela diz que, basicamente, o que acontece é que o cérebro divide essa tarefa de reportar as letras observadas em tarefas intermediárias: primeiro ele “seleciona” o que deve ser observado (através da atenção), em seguida ele armazena o item observado na memória de trabalho (sendo que o tempo de armazenamento depende da complexidade do item), para, só em seguida, ser possível recuperar o tem na memória de trabalho e reportá-lo como resposta. Esse processamento serial faz com que o cérebro “descarte” estímulos que aconteçam durante outra atividade que não a da atenção. Por exemplo, se a segunda letra aparecer enquanto a primeira ainda está sendo armazenada na memória, o cérebro a descarta. Caso a segunda letra apareça depois de concluído o armazenamento da primeira, ela é notada e pode ser também armazenada na memória para ser em seguida reportada.

     Essa teoria explica ainda o acontecimento de Lag-1 sparing, que seria conseqüência de uma identificação simultânea das letras, e armazenamento também simultâneo das mesmas. Ou seja, o cérebro não precisa esperar terminar a identificação e armazenamento da primeira letra, ele simplesmente o faz com ambas as letras ao mesmo tempo! No entanto, se a primeira letra começa a ser armazenada na memória, então a segunda deve esperar a conclusão desse armazenamento. Simples, né?

     Ótimo, tudo estaria muito bem explicado, se não fosse a última constatação experimental sobre o Attentional Blink e o efeito de Lag-1 sparing – e, na minha opinião, a mais interessante! O que é esperado acontecer se o cérebro armazena duas letras AO MESMO TEMPO na memória? As letras são armazenadas desordenadamente! A que veio primeiro pode ser reportada como sendo a segunda, e vice-versa. Esse pressentimento de que o cérebro se atrapalha todo quando armazena duas coisas ao mesmo tempo na memória foi então observado experimentalmente, reforçando ainda mais a teoria descrita acima.

     Ei, mas por que o cérebro “pisca” então? Que história é essa? O parágrafo acima sugere uma ótima resposta. Apesar de que muitos de vocês possam ter pensado que a “piscada” da atenção é algo indesejado, e só atrapalha a nossa vida, ela nada mais é do que um truque do cérebro para organizar as informações ordenadamente. Ou seja, numa situação em que as duas letras são apresentadas, o cérebro primeiro identifica a primeira e começa a armazená-la na memória. Durante esse período ele “desliga” a atenção do resto do mundo, como que pedindo um tempo para colocar “ordem na casa”, e só em seguida ele recebe mais informação a ser processada e armazenada. É tudo uma questão de ordem, e quem sabe mesmo o que está fazendo é o cérebro.

     Pode confiar! Mais uma vez, o cérebro demonstra ser mais complexo e completo (e interessante) do que nunca! E, mais uma vez, eu me empolgo e escrevo um post ultra-gigante, que so com muita paciência (e atenção) mesmo para ler.

Uma “piscada” da atenção?

     Supressão do processamento visual numa tarefa de apresentação visual serial acelerada: Uma “piscada” da atenção? A grosso modo, essa seria a tradução do título do artigo científico que primeiro publicou a descoberta do chamado “Attentional Blink”, em 1992. Este post será o primeiro de uma série que vai descrever, em linhas gerais, o que se trata a minha pesquisa no MIT. Se você não entendeu bulhufas do que está escrito acima, fique tranquilo, este post promete explicar.

     O Attentional Blink, traduzido aqui como “piscada” da atenção, trata-se de artifício cerebral que desliga temporariamente a atenção do indivíduo, de modo a organizar eficientemente as informações recebidas. Possui esse nome por ser um processo análogo à piscada dos olhos, que, de tempos em tempos, suprime também a visão da pessoa por alguns centésimos de segundos. Mas antes de entrar em maiores detalhes vamos estabelecer um nível mínimo de entendimento para facilitar a comunicação.

     Em primeiro lugar, vejamos do que se trata essa apresentação visual serial acelerada. RSVP – Rapid Serial Visual Presentation – é um tipo de experimento no qual estímulos (números, letras, palavras, imagens, etc) são apresentados em seqüência a uma taxa tipicamente de 10 por segundo. Suponha, por exemplo, um experimento no qual imagens de fotografias são apresentadas na tela de um computador, cada uma ocupando cerca de 50% do espaço da tela, sempre localizadas no centro. Cada foto permanece na tela por 100ms, dando lugar à próxima em seguida.

     A primeira constatação interessante é a de que a identificação de imagens acontece muito mais rapidamente do que se poderia imaginar. Num experimento como o descrito acima, por exemplo, é possível identificar cada uma das imagens mesmo a uma taxa de 10 por segundo. Entretanto, dada a quantidade enorme de informação num intervalo curto de tempo, o cérebro simplesmente “descarta” toda essa informação que não é usada – o que, em termos técnicos, é explicado pela memória icônica.

     Entretanto, numa situação em que a pessoa à qual são apresentadas as imagens é solicitada a verificar a ocorrência ou não de uma foto de um objeto específico, nessa mesma taxa de 10/s, as pessoas acertam em 90% dos casos. Por exemplo, se numa série de fotografias de paisagens a pessoa for instruída a detectar a ocorrência de uma ponte, ela o faz com sucesso em 90% dos casos. Quem faz esse papel de selecionar, dentre todas as figuras apresentadas, aquela solicitada é a atenção.

Exemplo de RSVP – Apresentação Visual Serial Acelerada – na qual uma seqüência de imagens são apresentadas a uma taxa de 10/s 

     Mas afinal, o que é atenção? Apesar de todo mundo saber o que é, não é fácil definir a atenção em termos técnicos. Mas uma boa definição talvez fosse: “Atenção é um processo cognitivo pelo qual o intelecto focaliza e seleciona estímulos, estabelecendo relação entre eles” (wikipédia). Em outras palavras, é a atenção que permite que você converse com uma pessoa, por exemplo, sem se deixar influenciar por outros sons ao redor. É também ela que permite que você veja TV sem perder o foco toda vez que um mosquito passa voando. Ou seja, a atenção é o meio pelo qual uma pessoa se foca em algo, selecionando e direcionando parte da capacidade cerebral para uma determinada tarefa em detrimento de outras. Estamos a todo tempo utilizando a atenção, sem ela seria impossível viver, com um turbilhão de informações sendo bombardeadas a cada instante a todos os nossos 5 sentidos.

     Imagine então agora um experimento similar ao anterior, em que números são apresentados à taxa de 10/s no centro da tela de um computador. A pessoa que está realizando o experimento é solicitada a detectar uma letra, que aparecerá em uma posição aleatória da seqüência, no lugar de um número, e identificar ao final qual foi a letra apresentada. Analogamente ao resultado apresentado acima, as pessoas reportaram corretamente a letra exibida em 90% dos casos.

     Numa situação, entretanto, em que duas – ao invés de apenas uma -  letras são incluídas na seqüência de números em posições distintas, algo interessante acontece. Se a segunda letra for apresentada menos de 500ms após a primeira, as pessoas simplesmente não a notam! Isso mesmo! É como se o cérebro desligasse a atenção por alguns instantes (em geral de 500-700ms), impedindo a pessoa de notar qualquer item da apresentação. Após 500ms a atenção começa a se recobrar, e, aproximadamente 700ms após a primeira letra a atenção já se recuperou praticamente totalmente, possibilitando uma nova detecção caso necessário.

a. Exemplo de RSVP com dígitos e letras como estímulos. Notem que a segunda letra é apresentada 200ms após a primeira, com um dígito entre elas;

b. Resultado do experimento (acertos da segunda letra para as situações em que a primeira letra foi corretamente identificada), comprovando a existência de uma “piscada” na atenção entre 0 e 500ms

     Esse intervalo em que a atenção permanece “desligada” é, comumente, chamado “Attentional Blink” - piscada da atenção. Ainda que pareça um tanto quanto irrelevante – ou para alguns óbvio – essa descoberta de 1992 permitiu diversas descobertas a respeito memória de trabalho, atenção visual, entre outros. Algumas dessas descobertas, incluindo também alguns fatos curiosos virão nos próximos posts.

     E tratem de prestar bastante atenção!!!

NextBUS

     Mais uma surpresa com tamanha tecnologia e conforto que podemos ter aqui nos EUA, mais especificamente em Boston. Acessando o site www.nextbus.com é possível obter informações dos ônibus que saem do MIT em direção à minha casa e vice-versa.

     Essas informações incluem o itinerário, a rota e, o mais surpreendente, quanto tempo exatamente falta para que o ônibus chegue ao ponto. Todos os ônibus são equipados com GPS, de modo que é possível saber com precisão onde exatamente se encontra o ônibus que se está esperando.

     Ou seja, esperar o ônibus no frio de –15 graus??? Nunca mais!!!

MIT Student House

     Continuando a seqüência decrescente de abordagem, este post vai tratar de algo já mais pessoal e menos abrangente, que é a casa onde estou morando. Esse ambiente um tanto quanto peculiar, que procurarei descrever nas próximas linhas, possui um nome nada criativo: MIT Student House.

     Subsidiado pelo MIT, esse ILG (Independent Living Group) abriga aproximadamente 25 estudantes, com uma taxa de excentricidade próxima de 100%. Localiza-se fora do Campus do MIT (chamado off-campus housing), no endereço 111 Bay State Rd. Porém, apesar de se localizar em uma das regiões mais ricas de Boston, a Student House é provavelmente a opção mais barata de moradia fora do Campus - graças ao subsídio do MIT - e a mensalidade baixa pode ser mantida graças aos trabalhos domésticos semanais realizados pelos moradores, o que dispensa a contratação de qualquer profissional terceiro.

     Os moradores são, em sua maioria, americanos, o que diferencia um pouco esse ILG de outros que possuem uma receptividade maior de estudantes estrangeiros. No entanto, dos aproximadamente 25 moradores existem um alemão, três ingleses e dois brasileiros (incluindo o que vos escreve). Mas, apesar de a grande maioria ser americana, deve-se ressaltar que os olhos puxados são regra na casa, fazendo valer o ditado que em terra de olho puxado quem tem traço ocidental é uma aberração.

     Como disse, a excentricidade dos moradores é alta. Respeitando o padrão do MIT, são todos visivelmente nerds (daqueles que são facilmente reconhecíveis), mas nerds no bom sentido, não o nerd bitolado que geralmente é associado à palavra no Brasil. São, pelo contrário, o nerd que faz jus à máxima: “O mundo é dos nerds”. Muitos deles tocam algum instrumento, com maioria óbvia para piano, mas incluindo violão, baixo, bateria, saxofone e talvez algum outro que eu ainda não tenha descoberto. Para dar suporte ao talento, existe uma sala de música no primeiro andar contendo piano, violão e bateria (e uma sinuca e um pebolim, pros intervalos).

     A livraria, no segundo andar, tem uma coleção de livros invejável, provavelmente construída e equipada ao longo dos anos pelas inúmeras pessoas que já passaram pela casa. Livros de exatas em sua maioria, mas também de idiomas, política, filosofia, história e literatura em geral. Também na livraria, 3 computadores ficam à disposição de quem estiver cansado dos respectivos laptops, cada qual com um Sistema Operacional (Linux, MacOS e Windows). Tudo para favorecer o ambiente “nerd”.

     Alguns outros detalhes podem até passar batido aos olhos de alguns, mas não passaram aos meus. Pôsteres de quadros de Picasso espalhados por toda a casa, até mesmo dentro dos banheiros, esculturas em vidro decorando a casa, e pinturas psicodélicas em algumas paredes mais escondidas. No entanto, nada que surpreenda muito, afinal, o próprio ambiente do ITA e H8 não se distancia muito.

     Enfim, essa é a casa onde estou vivendo atualmente. Não podia ter dado mais sorte: estou pagando pouco, tenho um ônibus do MIT que me busca da porta de casa e me deixa em frente ao MIT de 20 em 20 minutos, jantar grátis todos os dias e, principalmente, o piano, com dezenas de métodos e muito o que estudar!

     Difícil só vai ser me concentrar na pesquisa, com tanto o que fazer!

O Departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro

     Vou contar um pouco agora sobre o departamento no qual eu trabalho. Nao vou entrar em detalhes específicos da pesquisa que eu estou fazendo, mas sim dar uma visão geral do que o departamento estuda.

     Localizado no prédio mais novo do MIT, o predio 46, o departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro faz vizinhanca a dois institutos irmãos: O Instituto Picower para estudo do Aprendizado e Memória, e o Instituto McGovern para pesquisas do Cérebro. Assim, o prédio mais novo do MIT estuda também o campo mais novo da ciência, e, hé quem o diga, o mais promissor.

Vistas frontal e lateral do prédio 46

     O departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro, ao qual estou vinculado no MIT, tem sua pesquisa situada no ponto de encontro da Neurociência com a Biologia e com a Psicologia. Combinando essas três disciplinas, ele estuda aspectos específicos do cérebro e da mente inluindo: visão, sistemas de movimento, aprendizado e memória, desenvolvimento neural e cognitivo, linguagem e razão. Assim, utilizando das mais modernas técnicas e ferramentas científicas, busca responder às questões fundamentais e universais sobre como o cérebro e a mente trabalha.

     Nessa jornada de estudo do cérebro humano, o estágio de exaustivo e lento progresso dá lugar hoje em dia a uma era promissora, de progresso e velocidade. Poderosas e novas ferramentas e teorias, muitas delas desenvolvidas no MIT, têm criado um momento de oportunidades extraordinárias e uma chance irresistível de resolver os complicados e persistentes quebra-cabeças do cérebro e da mente.

    Uma vez que o cérebro humano é imensamente complexo em suas várias e diferentes formas, a pesquisa no MIT busca compreender cada nível de organização: de moléculas para células, para circuitos e, finalmente, para os mistérios da mente propriamente ditos. À medida em que são estudadas suas doenças e desordens, seu desenvolvimento e proezas diárias, como visão, fala, movimento e memória, são também integrados métodos e teorias de cada área de pesquisa do cérebro. Esse nível de diversidade, incomum à outras áreas científicas, promove uma atmosfera criativa que fomenta colaborações promissoras.

     Por se situar na fronteira entre diversas áreas do conhecimento, o departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro valoriza a diversidade. Assim, dentre o corpo docente e discente podem ser encontrados cientistas com as mais diversas experiências: de engenheiros a filósofos, de médicos à matemáticos, de físicos à psicólogos, de biólogos e químicos à cientistas de computação. Só assim e possível estabelecer uma cooperação plena entre as tão distintas faces da mente.

     Apesar de ser um campo tão promissor, vivendo um período de tantos sucessos, os milhares de institutos presentes em todo o mundo (inclusive no Brasil) não possuem a mesma diversidade e o mesmo intercâmbio de conhecimento entre diferentes áreas como no MIT. Inevitavelmente, nenhum lugar do mundo sequer chega perto de seu número tão grande de conquistas e pesquisas em andamento.  Nesse contexto, o MIT lidera a busca mundial para entender o dispositivo de processamento de informacões mais complexo, sofisticado e poderoso conhecido: o cérebro humano.

M.I.T.

     Continuando a seqüência, vou falar agora sobre o lugar específico de Boston que eu freqüento todos os dias: O MIT. Abreviação para Massachusetts Institute of Technology (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), o MIT é uma instituição de ensino superior, particular, localizada na cidade de Cambridge. Cambridge é uma cidade conurbada a Boston, e as cidades são tão próximas que, mesmo morando em Boston, levo menos de meia hora de caminhada para chegar até o MIT, em Cambridge.

     O MIT possui atualmente um total de 32 departamentos acadêmicos em diferentes áreas do conhecimento, tendo sua maioria uma grande ênfase em pesquisa científica e tecnológica. Foi fundado em 1861, e possui atualmente pouco mais de 4000 estudantes de graduação, 6000 de pós-graduação e cerca de 1000 professores. Dentre seus afiliados podem ser contados 72 prêmios Nobel, 47 Medalhas Nacionais da Ciência, dentre vários outros prêmios e láureas.

     É impressionante a estrutura da faculdade. Distribuída em um conjunto de cerca de mais de 50 prédios no sul de Cambridge, possui Praça de Alimentação, bancos, salas de música, lojas de conveniência, restaurantes de todo tipo e todo tipo de coisa que possa servir de alguma forma a seus estudantes e professores. Possui também uma academia com um padrão inimaginável, do tipo que eu nunca vi no Brasil, além de piscina e quadras de todo tipo de esporte. Tudo isso a disposição. É como uma mini-cidade, mas uma cidade da qual a grande maioria da população é jovem, onde todos são incrivelmente inteligentes, onde não há violência, as ruas e prédios são limpos, quase todos andam a pé ou de bicicleta, e onde o principal produto exportado é o conhecimento, na forma de ciência e tecnologia.

     Ainda sobre a estrutura do MIT, tem o detalhe de que ele possui, dentro de seu campus, um centro médico enoooooorrrrmeeee, tanto de pesquisa quanto de atendimento, incluindo um hospital também enooooorrrmeeeee, considerado um dos melhores da cidade.

Entrada principal do MIT

Student Center, onde se concentram as  facilidades para os estudantes

     Vale lembrar que o ITA, no Brasil, foi idealizado aos moldes do MIT. Tudo foi copiado, de forma saudável, mas descaradamente. Acontece que os cinqüenta e poucos anos de história do ITA foram suficientes para fazê-los distanciar o suficiente para que hoje as duas instituições não tenham mais quase nada em comum (a não ser o fato de que o ITA ainda se espelha no MIT). Mas naquele início, até mesmo o corpo de professores do ITA foi constituído a partir de professores do MIT, e algumas aulas eram ministradas em inglês por causa disso.

     Uma coisa que o ITA tem de muito legal são as iniciativas. Grupos de alunos com interesses em comum, que se reunem periodicamente para discutir, aprender, administrar ou produzir alguma coisa. Como não poderia deixar de ser, as iniciativas também são reflexo de uma característica do MIT: os grupos. O MIT Groups, coordenado pela ASA – Association of Students Activities, http://web.mit.edu/asa – inclui grupos de interesse em TODO E QUALQUER tipo de atividade. É algo inacreditável mesmo. Quer um grupo de teatro? Ou um de malabares? Hockei na grama? Estudantes brasileiros no MIT? Estudantes do Sri-Lanka no MIT??? Tudo isso você encontra. Se achou pouco, pesquise o site acima e encontrará raridades como grupo de estudo de esperanto, grupo anti-preconceito de mulheres engenheiras, grupo de origami e até grupo de estudantes GLS (pelo menos aqui eles não se escondem).

     Muito interessante também são as fraternidades, típicas de universidades americanas. Fraternidades são grupos de alunos amigos que ajudam uns aos outros. São chamados entre si de “irmãos”, e, teoricamente, devem fazer de tudo para ajudar os companheiros de fraternidade. A conseqüência prática disso é que eles vivem nas casas das fraternidades, que são casas enormes administradas (e subsidiadas) pelo MIT, e que possuem o consenso do mesmo para que sejam realizadas as chamas “festas de fraternidade”. Ou seja, pense num ambiente a-lá H8, com cerca de 30 alunos morando numa mesma casa, estudando juntos e fazendo festas constantemente. A única diferença em relação ao H8 é que nas fraternidades os grupos são menores, e, portanto, as personalidades dos integrantes são mais parecidas, enquanto que no H8 as personalidades são o completamente diferentes entre si (o que eu considero um ponto positivo pro ITA).

“Corredor Infinito”, que leva da entrada aos principais prédios

Simmons Hall

     O aluno que entra no MIT tem então três oportunidades de moradia: pode escolher morar em uma fraternidade, pagando pouco por isso (devido ao subsídio do MIT), vivendo com um bando de amigos e fazendo festas constantemente; pode escolher morar off-campus, ou seja, numa moradia independente, pagando mais por isso mas fugindo da baderna das fraternidades; ou pode escolher uma opção intermediária, que são os ILG (Independent Living Group). Os ILG são casas também subsidiadas pelo MIT, do mesmo tipo das fraternidades, com a única diferença que as festas e badernas não são tão constantes. E também não existe o blábláblá de irmão, nos ILG todo mundo é amigo e pronto. Nos próximos posts eu falarei melhor dos ILG, pois é o tipo de residência em que eu estou morando atualmente.

     Eu falei um pouco acima da estrutura do MIT, que possui mais de 50 prédios agrupados no sul de Cambridge. Uma coisa que me chamou muito a atenção com relação às faculdades de Boston, incluindo aí o MIT, é que elas são totalmente abertas. Não existe uma delimitação exata de onde seria o campus da universidade, ele fica misturado com a cidade mesmo. Tão misturado que as ruas da cidade passam normalmente dentro do campus, e se existem três prédios ali naquela esquina, um pode ser um shopping center, o outro um prédio residencial, e o outro um laboratório de física quântica com um acelerador de partículas que pode destruir o mundo em alguns segundos. Legal, né?

Stata Center – Prédio de Filosofia e Inteligência Aritificial

MIT “hacks”: Prédio do Corpo de Bombeiros de Boston em cima da cúpula do prédio

    Para terminar, gostaria de citar alguns dos famosos alumni que fizeram com que esta instituição se tornasse tão renomada. Políticos aos montes, incluindo presidentes da Colômbia, Costa Rica, primeiro  ministro de Israel, Governadores e Chefes de Estado dos EUA, e o tão falado Ben Bernanke, presidente do Fed. No ramo de tecnologia então, o número assusta: fundador da HP, da Lotus, inventor do mouse óptico, do circuito integrado, e inúmeros CEO’s de grandes companhias do ramo. E, além disso, vem na lista 33 astronautas, incluindo aí o segundo homem a andar na Lua, Buzz Aldrin, e os 72 prêmios Nobel incluindo o Nobel da Paz Kofi Annan e o físico considerado o mais influente desde Einsten, Richard Feynman. É mole?

     Sim, é esse o lugar onde eu estou atualmente. Não estudando, AINDA, mas trabalhando e aprendendo cada dia mais. Criando meios para que, quem sabe, um dia eu também entre na lista de estudantes que já passaram por esta instituição.