Resumo do livro A Thousand Brains by Jeff Hawkins

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1. Exploda sua mente com uma nova teoria impressionante sobre como o cérebro funciona.

Você já se olhou no espelho e se perguntou: O que está acontecendo lá dentro?

É uma pergunta retórica – claro que sim. O cérebro é um dos nossos maiores mistérios, não apenas da ciência, mas da própria humanidade. Isso nos deixou perplexos por milênios.

Não que não tenhamos tentado descobrir seu funcionamento interno. Os neurocientistas acumularam muitas observações estranhas e maravilhosas sobre o cérebro. Ainda assim, a questão fundamental permanece: como um grupo de pequenas células individuais, chamadas neurônios, se combinam para criar inteligência, criatividade e todo o teatro da própria consciência?

Entre na teoria dos mil cérebros. É uma teoria extensa e majestosa – que o biólogo Richard Dawkins diz ser “tão emocionante, tão estimulante que transformará sua mente em um turbilhão rodopiante” que o impedirá de dormir à noite.

2. Mistérios do neocórtex

Vamos começar visualizando a estrutura do cérebro.

Primeiro, imagine fazer uma panela de espaguete. Agora imagine cortar cada pedaço de espaguete em comprimentos de um décimo de polegada de comprimento (isto é, 2,5 mm) e segurar um desses carinhas na posição vertical, como uma minúscula coluna romana. Agora, coloque virtualmente esses pilares de espaguete em miniatura lado a lado até formar uma folha de 150.000 peças - mais ou menos do tamanho de um pano de prato. Com a gente até agora?

Então, agora imagine que tudo o que você sabe ou poderia saber sobre o mundo – tudo o que você já pensou, viu, ouviu ou imaginou em toda a sua vida – está dentro dessa folha.

Isso simboliza o seu neocórtex, e é um pedaço enrugado e dobrado de matéria cerebral que ocupa cerca de 70% do espaço dentro do seu crânio. É chamado de neocórtex porque acredita-se que tenha evoluído há relativamente pouco tempo. Ele envolve regiões cerebrais mais antigas, como o sistema límbico – o chamado cérebro réptil.

Os pequenos pedaços de espaguete são o que Hawkins chama de colunas corticais. Essas colunas não são visíveis a olho nu – o córtex parece apenas uma folha grande e enrugada – mas elas estão lá se você olhar ao microscópio. São padrões de como os neurônios se conectam: minúsculas estruturas semelhantes a colunas de fiação neural.

O neocórtex permite que você veja, ouça, toque, fale e pense. Ele permite que você aprenda idiomas, faça matemática, pinte aquarelas e reflita sobre filosofia. Mas aqui está o quebra-cabeça: apesar de governar todas essas funções totalmente diferentes, seu neocórtex parece praticamente o mesmo em todos os lugares. Estranho, certo?

E não apenas isso, mas se assemelha muito ao neocórtex de outros mamíferos - animais que não falam línguas, resolvem cubos de Rubik e aprendem física quântica.

Então, como isso é possível? Como pode esse tipo de tecido cerebral, essa estrutura repetitiva que é a coluna cortical, fazer tantas coisas diferentes?

Essa é a pergunta que vamos responder.

3. O cérebro é uma máquina de previsão

Imagine um cérebro em uma cuba. Apenas um cérebro, conectado a nada, deitado ali na escuridão total.

Agora conecte esse cérebro a algum tipo de entrada sensorial – um feed visual de uma câmera em algum lugar, com um sinal fornecido por pequenos picos de ativação de neurônios.

O cérebro recebe esses sinais, inicialmente incompreensíveis, e começa a detectar padrões – e depois padrões de padrões. Em pouco tempo, ele começa a antecipar o que virá a seguir, modelando e prevendo a entrada de vídeo da mesma forma que os supercomputadores executam modelos que prevêem o clima. Cada vez que erra uma previsão, o cérebro atualiza um pouco esse modelo, refinando-o para produzir previsões melhores – ou seja, menos surpresas sobre quais imagens virão a seguir.

Agora conecte este cérebro a algumas mãos. Com as mãos, ele pode aprender sobre o mundo de uma nova maneira – manipulando-o. O cérebro da cuba segura um objeto desconhecido: um grampeador. Ele gira essa coisa, olha para ela de todos os ângulos. Ele pressiona a coisa e um grampo sai. Ele abre a coisa pela dobradiça e vê uma centena de grampos dentro, todos alinhados em uma fileira organizada.

Agora o cérebro não está apenas esperando passivamente por dados; está criando-o ativamente. E o tempo todo, está usando esses novos dados para criar um modelo melhor, mais refinado e mais preciso de seu mundo.

Como humanos – como organismos! – modelamos para sobreviver. Os modelos são essenciais porque nos dão previsões, e as previsões nos dão controle.

Uma previsão pode ser: se eu estender a mão, agarrar esta maçaneta, girá-la no sentido horário e puxá-la, a porta se abrirá para mim. Ou pode ser: Se eu for legal com essa pessoa na minha frente, ela vai sorrir e dividir suas batatas fritas comigo.

Inteligência é a capacidade de gerar modelos precisos do mundo, uma pequena peça de cada vez, e usar os modelos para obter coisas.

E é o seguinte: você é aquele cérebro em uma cuba. O mundo que você experimenta é uma simulação – uma alucinação – que está ocorrendo dentro do seu neocórtex enquanto modela o mundo estranho lá fora. Seu neocórtex é essencialmente uma máquina de previsão cuja função é gerar modelos que funcionem, para que você possa moldar seu ambiente para permitir que você sobreviva e transmita seus genes.

Mas como construímos esses modelos? Como funciona esse mecanismo de previsão? E como esse insight nos ajuda a entender a misteriosa estrutura do neocórtex – nossas 150.000 colunas corticais?

4. Sua personalidade dividida

Para entender a visão de Hawkins, precisamos primeiro examinar algumas suposições mais antigas da neurociência - suposições que vamos derrubar.

A visão tradicional descreve o cérebro como tendo módulos funcionais distintos. Por exemplo, diz que temos um córtex sensorial dedicado que processa a entrada dos sentidos e um córtex motor que controla o movimento.

Nessa visão, os dados sensoriais brutos vêm de coisas como nossos olhos, ouvidos e pele na forma de recursos simples que são combinados em complexos. Os sinais nervosos de bastonetes e cones em nossos olhos são primeiro processados ​​em termos de formas simples – como bordas retas, bordas curvas, pequenas bolhas de cor e assim por diante. Em seguida, essas características primitivas são combinadas, como blocos de construção, para criar estruturas e objetos mentais maiores e mais complexos – cadeiras, mesas e outros objetos como os conhecemos.

Depois disso, alguma outra parte do córtex processa essa informação sensorial, pensa sobre ela e toma uma decisão sobre qual ação tomar – enviando instruções para o córtex motor, um centro cerebral que controla nossos músculos.

Mas, diz Hawkins, essa visão tradicional está desatualizada. Os neurocientistas não concebem mais o cérebro como sendo dividido nessas unidades funcionais simples. Em vez disso, eles encontraram algo muito mais estranho. Acontece que cada uma dessas colunas corticais, nossos milhares de pedacinhos de espaguete, cada uma tem suas próprias conexões com entradas sensoriais, bem como suas próprias conexões motoras.

Por exemplo, você tem colunas corticais que estão conectadas à retina e processam informações visuais. Mas essas mesmas colunas também estão conectadas aos músculos ao redor do olho – aqueles que o olho usa para voar e escanear o campo visual.

É como se cada uma dessas colunas corticais – e lembre-se, você tem 150.000 delas – fosse como um pequeno cérebro, por si só! Um pequeno cérebro em uma cuba. Um pequeno mecanismo de previsão contendo seu próprio modelo de mundo, com seus próprios anexos sensoriais e motores. Em outras palavras, temos milhares de pequenos cérebros, cada um sentindo o mundo, modelando-o e agindo sobre ele.

Parece bizarro, mas essa teoria ajuda a explicar alguns mistérios de longa data do cérebro. Vejamos três deles.

Primeiro, há o fato de que vemos a mesma estrutura repetitiva em todo o neocórtex, apesar de sua incrível variedade de funções – visão, audição, tato, linguagem, pensamento abstrato, etc.

Em segundo lugar, experimentos com animais jovens mostraram que os nervos ópticos e auditivos podem ser trocados – trocando em quais partes do cérebro os olhos e ouvidos estão conectados – e o animal ainda crescerá para ver e ouvir relativamente bem.

Em terceiro lugar, o cérebro é notavelmente adaptável e resiliente. Se alguém sofre uma lesão cerebral traumática que danifica parte do córtex, o cérebro simplesmente religa o tecido cortical restante ao redor do dano para restaurar a função.

A explicação para esses mistérios é a seguinte: o neocórtex não é fundamentalmente dividido por unidades funcionais especializadas de maneira única. Em vez disso, cada peça é essencialmente a mesma – tem o mesmo tipo de diagrama de circuito. As partes diferem não em termos de sua estrutura fundamental, mas no que estão conectadas.

O cérebro é incrivelmente complexo. Tem que ser, porque a nossa realidade também é. Não estamos lidando apenas com grampeadores e grampos. A realidade é amor, ódio, árvores, flores, fracasso, Shakespeare, democracia, música, o bóson de Higgs – você escolhe.

Mas parece que a evolução construiu essa complexidade implementando um algoritmo de aprendizado muito mais simples. Ele criou um único circuito do qual nosso DNA constrói muitas cópias – o circuito encontrado em cada coluna cortical.

Isso tem enormes implicações para a compreensão do cérebro. Se pudermos descobrir como apenas uma coluna cortical – uma única fatia de espaguete – funciona, podemos entender a mente e tudo o que ela é capaz de fazer.

Louco, certo?

Então, o que está acontecendo lá – dentro desses 150.000 mini-vocês?

Hawkins e seu laboratório acham que têm a resposta.

5. Pensando em movimento

A unidade fundamental da cognição, o bloco de construção essencial no qual toda inteligência e percepção se baseiam, é esta: a previsão da entrada sensorial após o movimento motor.

Ou seja, fazemos algo e depois vemos – ou ouvimos, sentimos, cheiramos ou provamos – algo. E esse algo é esperado ou inesperado. Em sua essência, a cognição está antecipando (e aprendendo a antecipar melhor) quais saídas geram quais entradas.

Esse processo é o que está acontecendo dentro de cada coluna cortical, cada uma com uma fatia diferente da realidade. Quando vemos, ouvimos e tocamos objetos no mundo, pegamos sequências de informações sobre movimento e sensação e as relacionamos.

Um objeto como um grampeador é realmente armazenado em centenas de colunas corticais ao mesmo tempo. Então, o que separa um de nossos mini-cérebros de outro?

Bem, cada coluna cortical tem seu próprio referencial. O que é um referencial, você pergunta? Pense em um mapa geográfico. Um mapa é uma espécie de modelo. Os mapas têm linhas, cores e formas que correspondem às características do território específico que representam. Mas tudo isso, esse detalhe, acontece dentro de uma grade – as linhas que representam longitude e latitude. Longitude e latitude são o quadro de referência do mapa: o quadro de referência dentro do qual tudo no modelo é especificado.

Da mesma forma, você pode pensar em cada coluna cortical como tendo um sistema de coordenadas. Mas, neste caso, é baseado em diferentes fatias de informações sensoriais – digamos, as sensações na ponta de um dedo – e a relação dessas sensações umas com as outras e com pequenas fatias de ação.

Se alguém vendasse seus olhos e lhe entregasse um objeto familiar, como uma xícara de café, você provavelmente poderia descobrir o que era passando um dedo em torno dele. Você faria isso rastreando a forma das sensações dos dedos no espaço – ou seja, usando um quadro de referência espacial para analisar o movimento de seu dedo em relação ao copo.

Hawkins acredita que essa habilidade básica evoluiu de um mecanismo chamado células de grade, que permitia que organismos simples navegassem pelo espaço – mapeassem e atravessassem seu ambiente.

A evolução então reaproveitou esse mesmo mecanismo de mapeamento para nos permitir armazenar modelos de objetos. Conforme você passa o dedo sobre a xícara de café, seu cérebro faz previsões sobre o que seu dedo deve sentir em seguida. Se você sentisse algo inesperado, como uma rachadura na porcelana, seu cérebro tomaria nota e atualizaria seu modelo.

O modelo de uma xícara de café na ponta do seu dedo é como uma região em um mapa – um mapa de sensações que ele pode sentir através do espaço. Quase como o mapa que uma formiga poderia usar se estivesse rastejando sobre a superfície do copo.

Nessa nota, como estão suas colunas corticais? Seu espaguete cozinhou demais e virou mingau? Não? Então vamos tentar terminar o trabalho, olhando para as duas últimas peças do quebra-cabeça.

6. Democracia no cérebro

Como sabemos, nosso cérebro lida com mais do que apenas grampeadores e xícaras de café. E quanto à cognição de nível superior – coisas como linguagem e matemática?

Lembre-se dos ingredientes com os quais estamos trabalhando aqui: movimento, sensações, modelos e previsões. Também dissemos que esses modelos de previsão funcionam usando maquinário celular que evoluiu para nos ajudar a navegar pelo espaço.

Agora, feche os olhos e imagine-se andando pela sua casa. Você provavelmente pode imaginá-lo muito bem - sua porta da frente, como ela se abre para o corredor e, em seguida, sua cozinha.

O que seu cérebro está fazendo enquanto você imagina? Está a ensaiar, com base no seu modelo armazenado, quais as sensações que anteciparia ao navegar naquele espaço. Você está basicamente caminhando por uma simulação que seu cérebro construiu de sua casa – o mesmo que se você estivesse andando fisicamente por ela.

E adivinha? Qualquer linha de pensamento, raciocínio ou imaginação é basicamente assim. É uma forma de navegação e travessia - como fazer uma caminhada agradável por um espaço abstrato de conceitos e recursos, em vez de um ambiente físico e literal.

Tudo o que experimentamos – da Mona Lisa à matemática, passando pela justiça, FOMO e reggaeton – faz parte de um modelo construído por meio da mesma arquitetura de quadros de referência sobrepostos: formas abstratas que são armazenadas, usadas e constantemente revisadas em milhares e milhares de pequenas modelos mundiais. Apenas tente envolver seu neocórtex em torno disso.

E agora, para a última peça do quebra-cabeça: como conseguimos que essas 150.000 pequenas fatias, esses modelos de realidade, se combinem em um grande modelo? Como fazemos com que essa chamada sociedade da mente se una e coopere?

Votando, é claro!

Acontece que cada coluna cortical tem certos neurônios que estão conectados por distâncias maiores, desviando-se de sua coluna inicial e alcançando outras colunas e regiões do cérebro. Hawkins chama esses neurônios votantes.

Os neurônios votantes combinam os resultados de diferentes colunas corticais, processam-nos e convergem para um resultado uniforme. Quando você sente uma xícara de café e a reconhece, é porque um monte de colunas corticais pensa: Ei, xícara de café! – e superar quaisquer outras interpretações concorrentes.

Hawkins acredita que sua experiência consciente – sua vida como você a vivencia – é o processo desses neurônios votantes somando seus votos. Agora que é uma democracia funcional.

7. Conclusão

Então aí está: a teoria dos mil cérebros. A ideia alucinante que mantém cientistas como Richard Dawkins acordados à noite.

O neocórtex - o motor do pensamento do cérebro - é um conjunto de estruturas repetidas de neurônios conhecidas como colunas corticais, que são pequenos mini-cérebros. Cada um deles é baseado no mesmo tipo de circuito neural: um mecanismo de previsão com a capacidade de modelar uma parte da entrada sensorial e agir sobre ela.

Cada minicérebro é organizado em torno de um quadro de referência específico, que é como um sistema de coordenadas que mapeia uma fatia da realidade. Pensar e raciocinar são essencialmente navegação por essa paisagem simulada de objetos e conceitos abstratos. E para criar percepções e ações unificadas, nossas colunas corticais usam um processo de convergência semelhante ao voto.

Simples, certo?