O espantoso cérebro e a pele transformável de polvos e outros cefalópodes

Os polvos, as lulas e os chocos — conhecidos por cefalópodes — têm cérebros estranhos, maciços e distribuídos. O que é que eles fazem com todo esse poder neural? Mergulhem no oceano com o biólogo marinho Roger Hanlon, que nos mostra filmagens espantosas das capacidades de camuflagem dos cefalópodes, que podem mudar a cor e a textura da pele instantaneamente. Saibam como a sua pele inteligente e a sua capacidade de a exibir de formas sofisticadas pode ser prova duma forma alternativa de inteligência — e como pode levar progressos na IA, nos tecidos, nos cosméticos e em muitas outras coisas.

Este é um cérebro estranho e maravilhoso,

um cérebro que faz surgir a ideia
de um tipo de inteligência alternativa

neste planeta.

Trata-se de um cérebro formado
num corpo muito estranho,

equivalente a pequenos cérebros satélites

distribuídos por todo esse corpo.

Até que ponto é diferente
do cérebro humano?

É muito diferente, segundo parece,

de tal modo que os meus colegas e eu
estamos com dificuldade em perceber

como é que este cérebro funciona.

Mas posso dizer-vos
com toda a certeza

de que este cérebro consegue
fazer coisas espantosas.

A quem pertence este cérebro?

Venham comigo mergulhar no oceano,

onde a vida começou,

e vamos dar uma espreitadela.

Talvez já tenham visto isto.

Estamos por detrás dum recife de corais
e há aqui uma rocha,

muita areia, peixes a nadar por aqui.

De repente, aparece um polvo,

depois, desaparece num ápice,
atirando-me tinta para a cara.

Numa projeção invertida,
em câmara lenta,

vemos que se forma um anel
em volta do olho,

e depois desenha-se um padrão na pele.

Agora reparem na textura 3D
da mudança da pele

para criar esta bela camuflagem 3D.

Há 25 milhões de órgãos de cor
chamados "cromatóforos" na pele,

e todas aquelas protuberâncias
a que chamamos "papillae".

São todas controladas neurologicamente
e podem mudar instantaneamente.

Eu diria que a camuflagem dinâmica

é uma forma de "inteligência".

O nível de complexidade da pele
com a rápida mudança de precisão

é realmente espantosa.

Então, o que podemos fazer
com esta pele?

Pensemos um pouco noutras coisas
para além da camuflagem

que eles conseguem fazer com a pele.

Vemos aqui o polvo mimético
e um padrão.

De repente, muda radicalmente

— é um aviso, não é camuflagem.

Depois, volta para o seu padrão normal.

Aqui vemos o molusco "Sepia latimanus"

a transformar-se numa nuvem que passa
quando se aproxima dum caranguejo.

Por fim, vemos a camuflagem
do exuberante "Sepia latimanus",

que pode mudar instantaneamente
para o seu aspeto de aviso.

Temos aqui uma escala
progressiva de expressão,

um contínuo, se preferirem,

entre a visibilidade e a camuflagem.

Isto exige muito controlo.

Sabem que mais?

Os cérebros são muito bons
para o controlo.

O cérebro do polvo que mostramos aqui
tem 35 lóbulos até ao cérebro,

80 milhões de células minúsculas.

Apesar de isto ser interessante,

o que é realmente estranho
é que a pele deste animal

tem muitos mais neurónios, como
ilustrado aqui, especialmente a amarelo.

Há 300 milhões de neurónios na pele

e só 80 milhões no cérebro

— quatro vezes mais.

Se olharmos para isto,

há um destes pequenos cérebros satélites

e o equivalente da espinal medula
para cada um dos oito tentáculos.

Isto é uma forma muito pouco usual
de construir um sistema nervoso num corpo.

Para que é que serve este cérebro?

Este cérebro tem de superar
outros cérebros grandes, espertos

que o querem comer,

e que incluem toninhas e focas

e barracudas e tubarões

e até nós, seres humanos.

Portanto, a tomada de decisões

é uma das coisas
que este cérebro tem de fazer

e fá-lo muito bem.

Vemos aqui este polvo a passear

e, de repente, para e cria
uma camuflagem perfeita.

É, de facto, uma maravilha

porque, quando estes animais
procuram comida,

têm de tomar uma centena
de decisões de camuflagem

num percurso de duas horas

e fazem isso duas vezes por dia.

Portanto, tomadas de decisão.

Também têm de verificar
para onde vão e como voltam para casa.

São tomadas de decisões.

Podemos testar esta camuflagem,

como aquele choco
a quem mudámos o terreno,

substituindo-o por um tabuleiro de xadrez.

Mesmo assim, ele usa
esta informação visual esquisita,

e, improvisando um pouco,
faz o possível para imitar o padrão.

Há outras capacidades
cognitivas também importantes.

As lulas têm outro tipo diferente
de inteligência.

Têm uma vida sexual interessante,
extremamente complexa,

Lutam, namoram, fazem a corte,
protegem a parceira

e são infiéis.

Conhecem o género?

(Risos)

É, de facto, surpreendente

que estes animais tenham este tipo
de capacidade intuitiva

para terem estes comportamentos.

Vemos aqui um macho e uma fêmea.

O macho, à esquerda,
esteve a lutar com outros machos

para acasalar com a fêmea

e agora mostra um padrão duplo.

Mostra namoro e amor do lado dela,

e agressividade do outro lado.

Reparem nele quando ela muda de sítio.

(Risos)

Como viram ele mudou rapidamente
o padrão de namoro-amor

para o lado da fêmea.

Este tipo de sinalização dupla
em simultâneo

num contexto de mudança
de comportamento

é realmente extraordinário.

É preciso muito poder cerebral.

Outra forma de olhar para isto

é que talvez tenhamos
50 milhões de anos

de provas para o macho de duas caras.

(Risos)

Ok, vamos avançar.

(Risos)

Um polvo num recife de coral
enfrenta uma tarefa difícil

de se deslocar a muitos locais
recordá-los e encontrar a sua toca.

Fazem isso extremamente bem.

Têm uma memória de curto
e de longo prazo,

aprendem coisas
em três ou cinco tentativas

— é um bom cérebro.

A memória espacial
é invulgarmente boa.

Até acabam a procura de comida
e regressam à sua toca

em linha reta.

Os mergulhadores que os observam
estão perdidos,

mas eles regressam direitinhos.

É uma capacidade de memória
muito refinada.

Em termos de capacidades cognitivas,

reparem neste comportamento
de sono dum choco.

Especialmente à direita,
vemos o olho a piscar.

É um rápido movimento do olho
como se estivesse a sonhar

que pensávamos só existir
nos mamíferos e nas aves.

Vemos a cor artificial
que ali pusemos

para ver o padrão da pele a brilhar

e isto é uma coisa que acontece
muitas vezes.

Mas não é um comportamento normal
de acordado, é muito diferente.

O sonho é quando temos
consolidação da memória,

e, provavelmente, é isso
que acontece com o choco.

Outra forma de memória que é invulgar

é a memória episódica.

É uma coisa que os seres humanos só fazem

ao fim de quatro anos
de desenvolvimento cerebral,

recordar o que aconteceu
durante um determinado incidente,

onde ocorreu e quando ocorreu.

O "quando" é especialmente difícil.

Estas crianças conseguem fazer isso.

Mas sabem uma coisa?

Descobrimos há pouco tempo
que o choco também tem essa aptidão.

Em experiências feitas
no verão passado,

quando apresentámos a um choco
diferentes comidas em diferentes alturas,

ele tinha de se lembrar
do local exato onde as tinha visto

e quando fora a última vez que as vira.

Depois tinha de ir caçar
segundo a taxa de reaprovisionamento

de cada tipo de comida
num local diferente.

Parece-vos complicado?

É tão complicado que eu tive
dificuldade em perceber a experiência.

Isto é um processamento
cognitivo de alto nível.

Falando em cérebros,
e na evolução no momento,

olhem para a direita.

É o caminho da evolução
do cérebro dos vertebrados

e todos temos bons cérebros.E

Penso que todos reconhecemos isso.

Mas, se olharem para a esquerda,

parte do caminho evolutivo
traçado aqui até ao polvo,

convergem ambos
em comportamentos complexos

e numa certa forma de inteligência.

O último denominador comum
nestas duas linhas

foi há 600 milhões de anos

e foi um verme
com muitos poucos neurónios,

portanto, caminhos muito divergentes

mas uma convergência
de comportamentos complicados.

Esta é a pergunta fundamental:

A estrutura cerebral de um polvo

será diferente basicamente
até ao mais baixo nível

da linha dos vertebrados?

Não sabemos a resposta

mas se, por acaso, for "sim",

então temos um caminho
evolutivo diferente

para criar inteligência no planeta Terra

e podemos pensar que a comunidade
da Inteligência Artificial

pode estar interessada
nesses mecanismos.

Bom, falemos então de genética
por instantes.

Temos genomas, temos ADN,

o ADN é transcrito no ARN.

O ARN traduz isso numa proteína
e é assim que nós aparecemos.

Os cefalópodes fazem-no
de modo diferente.

Têm grandes genomas, têm ADN,

transcrevem-no para o ARN,

mas depois acontece uma coisa
totalmente diferente.

Alteram o ARN a um ritmo
astronomicamente peculiar,

cem vezes mais do que
os seres humanos ou outros animais fazem.

Isso produz montanhas de proteínas.

Sabem para que servem a maioria delas?

Para o sistema nervoso.

Talvez seja uma forma pouco ortodoxa

de um animal evoluir
a plasticidade comportamental.

Isto são muitas conjeturas
mas são alimento para o pensamento.

Gostava de partilhar convosco
a minha experiência

e usar a minha inteligência
e a dos meus colegas

para tentar obter
este tipo de informações.

Mergulhamos, mas não aguentamos
muito tempo

porque não podemos respirar.

Por isso, temos de ser eficazes
no que fazemos.

A total imersão dos sentidos
nesse mundo

é o que nos ajuda a compreender
o que esses animais estão a fazer

e tenho de vos dizer que é
uma experiência fascinante

estar lá em baixo e entrar
em comunicação

com um polvo e um mergulhador

quando começamos a compreender

que isto é um animal pensante e curioso.

Este é o tipo de coisas
que realmente me inspiram sempre.

Voltemos àquela pele inteligente
por instantes.

Esta é uma lula
e um padrão de camuflagem.

Ampliamos e vemos que há
bonitos pigmentos e refletores.

Há cromatóforos que abrem
e fecham muito rapidamente.

Depois, na camada seguinte da pele,

é muito interessante.

Os cromatóforos estão fechados

e vemos esta iridescência mágica
a sair da pele.

Também é controlada
por neurónios.

Por isso, é a combinação das duas

como se vê aqui na pele do choco,
em alta resolução,

em que obtemos esta bonita
coloração estrutural pigmentária

e até um leve rubor
que é muito bonito.

Bom, como podemos utilizar
parte destas informações?

Falei destas protuberâncias
da pele, as "papillae".

Este é o choco gigante australiano.

Tem uma pele macia
e um padrão conspícuo.

Eu tirei cinco fotos seguidas
com um segundo de intervalo.

Observem este animal a mudar

— um... dois... três... quatro... cinco —

agora sou uma alga.

Depois podemos inverter a cena
para voltar a ver a pele macia.

É uma pele maravilhosa,
transformável.

Podemos vê-la aqui em pormenor.

Periscópio para cima,

e temos estas belas "papillae".

Observemos com um pouco mais de pormenor.

Vemos aparecer as "papillae" individuais

que têm umas pequenas cristas.

É uma "papilla" numa "papilla"
e assim sucessivamente.

Cada espécie individual tem
mais de uma dúzia

de formas e tamanhos
destas protuberâncias

para criar uma camuflagem
afinada, controlada por neurónios.

Os meus colegas engenheiros
da universidade de Cornell

observaram o nosso trabalho e disseram:

"Pensamos que podemos fazer
uma coisa dessas."

Porque na indústria e na sociedade,

este tipo de materiais macios
sob controlo da forma

são muito raros.

E avançaram com isso,
trabalharam connosco

e fizeram as primeiras amostras
de "papillae" artificiais,

de materiais macios,
como mostramos aqui.

Vemo-los a aumentar
em diferentes formas.

Podemos premi-las com o dedo

para ver como são bastante maleáveis.

Isto é um exemplo de como
isto pode funcionar.

Gostava de passar daqui
para a cor dos tecidos,

e imagino que também podia
ter muitas aplicações.

Reparem neste caleidoscópio de cor

de pigmentos e refletores
controlados dinamicamente

que vemos nos cefalópodes.

Sabemos bastante da mecânica
de como funcionam

para podermos começar
a traduzir isto

não só em tecidos

mas talvez mesmo
em cosméticos mutáveis.

Além disso, houve uma descoberta recente

de moléculas sensíveis à luz
na pele do polvo

que pode abrir o caminho
para materiais inteligentes

que sintam e reajam por si mesmos.

Esta forma de biotecnologia
ou biomimética, como queiram,

pode mudar a forma como olhamos
para o mundo até fora de água.

Vejam, por exemplo,
a inteligência artificial

que se pode inspirar
no cérebro distribuído pelo corpo

e no comportamento do polvo,

ou na pele inteligente do choco,

traduzida em vestuário de vanguarda.

Como é que lá chegamos?

Talvez nos baste começarmos a ser

um pouco mais inteligentes

sobre a inteligência dos cefalópodes.

Obrigado.

(Aplausos)