A vida bacteriana auto-replicativa apareceu pela primeira vez na Terra há cerca de 4 mil milhões de anos. Durante a maior parte da história da Terra, a vida permaneceu no nível unicelular, e nada como um sistema nervoso existiu até cerca de 600 ou 700 milhões de anos atrás (MYA). Na teoria do esquema de atenção, a consciência depende do sistema nervoso processar informações de uma forma específica. A chave da teoria, e suspeito que a chave para qualquer inteligência avançada, é a atenção – a capacidade do cérebro de concentrar seus limitados recursos em uma parte restrita do mundo a qualquer momento, a fim de processá-la em maior profundidade.
Começarei a história com esponjas marinhas, porque elas ajudam a agrupar a evolução do sistema nervoso. Elas são as mais primitivas de todos os animais multicelulares, sem plano corporal geral, sem membros, sem músculos e sem necessidade de nervos. Eles se sentam no fundo do oceano, filtrando nutrientes como uma peneira. E no entanto, as esponjas partilham connosco alguns genes, incluindo pelo menos 25 que, nas pessoas, ajudam a estruturar o sistema nervoso. Nas esponjas, os mesmos genes podem estar envolvidos em aspectos mais simples de como as células se comunicam umas com as outras. As esponjas parecem estar posicionadas bem no limiar evolutivo do sistema nervoso. Acredita-se que elas tenham compartilhado conosco um último ancestral comum entre cerca de 700 e 600 MYA.
Em contraste, outro tipo antigo de animal, a geleia marinha, tem um sistema nervoso. As geleias marinhas não se fossilizam muito bem, mas ao analisar a sua relação genética com outros animais, os biólogos estimam que elas podem ter se separado do resto do reino animal já em 650 MYA. Estes números podem mudar com novos dados, mas como uma estimativa plausível e aproximada, parece que os neurônios, os componentes celulares básicos de um sistema nervoso, apareceram pela primeira vez no reino animal em algum lugar entre esponjas e geleias marinhas, há pouco mais de meio bilhão de anos atrás.
Um neurônio é, em essência, uma célula que transmite um sinal. Uma onda de energia eletroquímica varre a membrana da célula de uma ponta a outra, a cerca de 200 pés por segundo, e influencia outro neurônio, um músculo, ou uma glândula. Os primeiros sistemas nervosos podem ter sido simples redes de neurônios entrelaçados por todo o corpo, interligando os músculos. As hidras trabalham neste princípio de rede nervosa. São pequenas criaturas aquáticas – animais transparentes, florais, com sacos para corpos presos a muitos braços – e pertencem à mesma categoria antiga das geleias do mar. Se tocar numa hidra num só local, a rede nervosa espalha os sinais indiscriminadamente, e a hidra treme como um todo.
Uma rede nervosa não processa informação – não em nenhum sentido significativo. Ela apenas transmite sinais ao redor do corpo. Ela conecta o estímulo sensorial (um cutucão na hidra) a uma saída muscular (um estremecimento). Após a emergência da rede nervosa, no entanto, os sistemas nervosos rapidamente evoluíram um segundo nível de complexidade: a capacidade de melhorar alguns sinais em relação a outros. Este simples mas poderoso truque de aumentar o sinal é uma das formas básicas que os neurônios manipulam a informação. É um bloco de construção de quase todos os cálculos que conhecemos no cérebro.
O olho do caranguejo é um dos exemplos mais bem estudados. O caranguejo tem um olho composto com um conjunto de detectores, cada um com um neurônio dentro dele. Se a luz cair sobre um detector, ele ativa o neurônio dentro dele. Até agora, tudo bem. Mas em uma pitada de complexidade, cada neurônio está conectado a seus vizinhos mais próximos, e por causa dessas conexões, os neurônios competem uns com os outros. Quando um neurônio em um detector se torna ativo, ele tende a suprimir a atividade dos neurônios nos detectores vizinhos, como uma pessoa em uma multidão que está tentando gritar mais alto enquanto empurra as pessoas mais próximas a ele.
O mecanismo no olho de um caranguejo é sem dúvida o exemplo mais simples e fundamental de atenção. Nossa atenção humana é meramente uma versão elaborada dela, feita dos mesmos blocos de construção.
O resultado é que se uma mancha de luz borrada brilha no olho do caranguejo, com a parte mais brilhante da mancha atingindo um detector, o neurônio naquele detector torna-se altamente ativo, ganha a competição, e fecha seus vizinhos. O padrão de atividade através do conjunto de detectores no olho não só sinaliza um ponto brilhante, mas também sinaliza um anel de escuridão em torno dele. O sinal é, desta forma, melhorado. O olho do caranguejo pega numa realidade difusa e cinzenta e aguça-a para uma imagem de alto contraste com picos exagerados, mais brilhantes e sombras mais escuras. Este melhoramento do sinal é uma consequência direta dos neurônios inibindo seus vizinhos, um processo chamado de inibição lateral.
O mecanismo no olho de um caranguejo é sem dúvida o exemplo mais simples e fundamental – o modelo Um caso de atenção. Os sinais competem entre si, os sinais vencedores são impulsionados à custa dos sinais perdedores, e esses sinais vencedores podem então continuar a influenciar os movimentos do animal. Essa é a essência computacional da atenção. Nossa atenção humana é apenas uma versão elaborada dela, feita dos mesmos blocos de construção. Você pode encontrar o método do olho de caranguejo de inibição lateral em cada estágio do processamento no sistema nervoso humano, desde o olho até os níveis mais altos de pensamento no córtex cerebral. A origem da atenção está profundamente no tempo evolutivo, há mais de meio bilião de anos, com uma inovação surpreendentemente simples.
Crabs pertencem a um extenso grupo de animais, os artrópodes, que inclui aranhas e insectos e outras criaturas com exoesqueletos duros, articulados e que se ramificaram a partir de outros animais cerca de 600 MYA. O mais famoso artrópode extinto, o que hoje tem o maior clube de fãs, é o trilobita – uma criatura de perna-de-pau, unida quase como um caranguejo-ferradura em miniatura, que rastejou pelo fundo dos mares Cambrianos já em 540 MYA. Quando os trilobitas morreram e se afundaram em lodo muito fino no fundo do oceano, seus olhos facetados foram por vezes fossilizados com detalhes surpreendentes. Se você olhar para um fóssil de trilobitas e examinar seus olhos salientes através de uma lupa, você ainda pode muitas vezes ver o mosaico ordenado de detectores individuais. A julgar por esses detalhes fossilizados, o olho do trilobita deve ter se assemelhado muito ao olho de um caranguejo moderno em sua organização e é provável que tenha usado o mesmo truque de competição entre detectores vizinhos para aguçar sua visão do antigo fundo do mar.
Imagine um animal construído de forma fragmentada com atenção “local”. Nesse animal, cada parte do corpo funcionaria como um dispositivo separado, filtrando suas próprias informações e escolhendo os sinais mais salientes. Um dos olhos poderia dizer: “Este ponto em particular é especialmente brilhante”. Esqueça as outras manchas.” Entretanto, independentemente, uma das pernas diz: “Acabei de ser picado com força aqui mesmo. Ignora os toques de isqueiro aqui perto!” Um animal com apenas esta capacidade agiria como um conjunto de agentes separados que são colados fisicamente, cada agente a gritar os seus próprios sinais, desencadeando as suas próprias acções. O comportamento do animal seria, na melhor das hipóteses, caótico.
Para uma resposta coerente ao seu ambiente, o animal precisa de uma atenção mais centralizada. Podem muitas fontes separadas de entrada – os olhos, o corpo, as pernas, as orelhas, os sensores químicos – reunir suas informações em um só lugar para uma classificação global e uma competição entre os sinais? Essa convergência permitiria ao animal seleccionar o objecto mais vivo do seu ambiente, aquele que parece mais importante no momento, e depois gerar uma resposta única e significativa.
Ninguém sabe quando esse tipo de atenção centralizada apareceu pela primeira vez, em parte porque ninguém tem a certeza de quais os animais que a têm e quais os que não têm. Os vertebrados têm um processador de atenção centralizada. Mas os mecanismos da atenção não foram tão bem estudados nos invertebrados. Muitos tipos de animais, tais como vermes segmentados e lesmas, não têm um cérebro central. Em vez disso, eles têm grupos de neurônios, ou gânglios, espalhados pelos seus corpos para realizar cálculos locais. Eles provavelmente não têm atenção centralizada.
Artrópodes, tais como caranguejos, insetos e aranhas, são melhores candidatos para atenção centralizada. Eles têm um cérebro central, ou pelo menos um agregado de neurônios na cabeça que é maior do que qualquer um dos outros em seus corpos. Esse grande gânglio pode ter evoluído em parte por causa das exigências da visão. Os olhos estando na cabeça, e sendo a visão o sentido mais complicado e informativo, a cabeça recebe a maior parte dos neurônios. Alguns aspectos do olfato, gosto, audição e tato também convergem para aquele gânglio central.
Insetos são mais inteligentes do que as pessoas pensam. Quando você bate numa mosca e ela consegue escapar – como quase sempre faz – ela não está apenas se desviando de um simples reflexo. Ela provavelmente tem algo que podemos chamar a atenção central, ou a capacidade de rapidamente focar os seus recursos de processamento em qualquer parte do seu mundo que seja mais importante no momento, a fim de gerar uma resposta coordenada.
Polvos, lulas e chocos são verdadeiros alienígenas em relação a nós. Nenhum outro animal inteligente está tão longe de nós na árvore da vida.
Os polvos são as superestrelas dos invertebrados por causa da sua espantosa inteligência. Eles são considerados moluscos, como amêijoas ou caracóis. Os moluscos provavelmente apareceram pela primeira vez cerca de 550 MYA e permaneceram relativamente simples, pelo menos na organização do seu sistema nervoso, por centenas de milhões de anos. Um ramo, os cefalópodes, eventualmente desenvolveu um cérebro complexo e um comportamento sofisticado e pode ter atingido algo próximo da forma moderna de um polvo em torno de 300 MYA.
Os polvos, lulas e chocos são verdadeiros alienígenas em relação a nós. Nenhum outro animal inteligente está tão longe de nós na árvore da vida. Eles mostram-nos que a inteligência de grandes cérebros não é um acontecimento isolado, porque evoluiu independentemente pelo menos duas vezes primeiro entre os vertebrados e depois novamente entre os invertebrados.
Os polvos são excelentes predadores visuais. Um bom predador deve ser mais inteligente e melhor coordenado que a sua presa, e usar a visão para localizar e reconhecer as presas é especialmente intensivo em termos computacionais. Nenhum outro sistema sensorial tem uma tal mangueira de fogo de informação variada e tal necessidade de uma forma inteligente de focar em subconjuntos úteis dessa informação. A atenção, portanto, é o nome do jogo para um predador visual. Talvez esse estilo de vida tenha algo a ver com a expansão da inteligência do polvo.
Qualquer que seja a razão, o polvo desenvolveu um sistema nervoso extraordinário. Ele pode usar ferramentas, resolver problemas, e mostrar criatividade inesperada. Numa demonstração agora clássica, o polvo pode aprender a abrir um frasco de vidro desaparafusando a parte superior para chegar a um saboroso pedaço dentro. O polvo tem um cérebro central e também um processador independente e menor em cada braço, dando-lhe uma mistura única de comandos centralizados e distribuídos.
O polvo também tem provavelmente modelos próprios – ricos e constantemente atualizados para monitorar seu corpo e comportamento. Do ponto de vista da engenharia, ele precisaria de auto-modelos para funcionar eficazmente. Por exemplo, ele pode ter alguma forma de esquema de corpo que mantenha o controle da forma e estrutura de seu corpo a fim de coordenar o movimento. (Talvez cada braço tenha o seu próprio esquema de braços.) Nesse sentido, pode-se dizer que um polvo conhece a si mesmo. Ele possui informação sobre si mesmo e sobre o mundo exterior, e essa informação resulta em comportamento complexo.
Mas todos esses traços verdadeiramente maravilhosos não significam que um polvo é consciente.
Os pesquisadores de consciência às vezes usam o termo consciência objetiva para significar que a informação entrou e está sendo processada de uma maneira que afeta a escolha comportamental. Nessa definição de barra bastante baixa, pode-se dizer que um microondas está consciente da definição do tempo e um carro que se dirige está consciente do obstáculo que se aproxima. Sim, um polvo está objectivamente consciente de si próprio e dos objectos que o rodeiam. Ele contém a informação.
Mas será que ele está subjetivamente consciente? Se ele pudesse falar, ele afirmaria ter uma experiência subjectiva e consciente da mesma forma que você ou eu fazemos?
Vamos perguntar ao polvo. Imagine uma experiência de pensamento um pouco improvável. Suponhamos que tenhamos conseguido um dispositivo de ficção científica louco – chamemos-lhe o Speechinator 5000 que serve como tradutor de informação-fala. Tem um porto que pode ser ligado à cabeça do polvo, e verbaliza a informação encontrada no cérebro.
Pode dizer coisas como “Há um peixe” se o sistema visual do polvo contiver informação sobre um peixe próximo. O dispositivo pode dizer: “Eu sou uma entidade com um monte de membros que se movem desta e daquela forma”. Pode dizer, “Tirar um peixe de um frasco requer virar essa parte circular.” Diria muitas coisas, reflexo da informação que sabemos estar contida dentro do sistema nervoso do polvo. Mas não sabemos se diria: “Eu tenho uma experiência subjectiva e privada – uma consciência – desse peixe. Eu não apenas o processo. Eu o experimento. Ver um peixe parece-me algo.” Não sabemos se o seu cérebro contém esse tipo de informação porque não sabemos o que os modelos do polvo lhe dizem. Pode faltar-lhe a maquinaria para modelar o que é a consciência ou para atribuir essa propriedade a si próprio. A consciência pode ser irrelevante para o animal.
O enigma do polvo é um exemplo instrutivo de como um animal pode ser complexo e inteligente, e ainda assim somos, até agora, incapazes de responder à questão da sua experiência subjectiva ou mesmo se a questão tem algum significado para essa criatura.
Sim, um polvo está objectivamente consciente de si próprio e dos objectos que o rodeiam. Mas será que ele está subjetivamente consciente? Se ele pudesse falar, ele afirmaria ter uma experiência subjectiva e consciente da mesma forma que você ou eu fazemos?
Talvez uma fonte de confusão aqui seja o automático e poderoso impulso humano de atribuir consciência aos objectos que nos rodeiam. Somos propensos a ver a consciência em bonecos e outros objectos, ainda menos prováveis. As pessoas às vezes acreditam que as suas plantas de casa são conscientes. Um polvo, com seu comportamento ricamente complexo e seus grandes olhos cheios de atenção focalizada, é um teste de mancha de tinta muito mais convincente, por assim dizer, desencadeando em nós uma forte percepção social. Não só sabemos, intelectualmente, que ele reúne informações objetivas sobre seu mundo, mas não podemos deixar de sentir que ele também deve ter uma consciência subjetiva que emana desses olhos com alma.
Mas a verdade é que não sabemos, e a sensação que temos da sua mente consciente diz mais sobre nós do que sobre o polvo. Os peritos que estudam os polvos arriscam-se a tornar-se os observadores menos fiáveis neste ponto, porque são os mais susceptíveis de serem entrançados por estas criaturas maravilhosas.
Apenas para ser claro, não estou a dizer que os polvos não sejam conscientes. Mas o sistema nervoso do polvo ainda é tão incompletamente compreendido que ainda não podemos comparar sua organização cerebral com a nossa e adivinhe o quanto ele pode ser semelhante em seus algoritmos e modelos próprios. Para fazer estes tipos de comparações, teremos de examinar animais da nossa própria linhagem, os vertebrados.
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