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Pesquisadores desenvolveram um modelo computacional inovador, descrito como um “simulador de voo do cérebro”, capaz de reproduzir o funcionamento das redes neurais humanas. O avanço pode revolucionar o entendimento sobre transtornos mentais, como esquizofrenia, TOC e depressão, e abrir caminho para novas abordagens terapêuticas baseadas em inteligência artificial e neurociência computacional. A frase-chave “simulador de voo do cérebro” resume o caráter pioneiro do estudo, que une tecnologia e biologia para decifrar o comportamento humano.
De acordo com o estudo publicado na revista Nature Computational Science, o simulador foi desenvolvido por uma equipe internacional de cientistas da Universidade de Cambridge, do MIT e do Instituto Max Planck. O sistema imita a atividade elétrica de bilhões de neurônios, criando um ambiente virtual que permite “testar” hipóteses neurológicas sem a necessidade de intervenções invasivas.
Assim como um simulador de voo ajuda pilotos a compreender o comportamento de uma aeronave em diferentes situações, esse modelo permite que os cientistas experimentem virtualmente o funcionamento do cérebro, observando como as conexões sinápticas reagem a estímulos, medicamentos ou falhas específicas.
Os pesquisadores afirmam que o projeto combina dados de imagem cerebral em alta resolução, obtidos por ressonância magnética funcional (fMRI), com algoritmos de aprendizado profundo (deep learning) para reproduzir, em tempo real, o comportamento das principais áreas cerebrais.
“Nosso objetivo é entender como o cérebro se adapta, erra e se corrige algo essencial para tratar doenças mentais e neurológicas”, explicou o neurocientista alemão Klaus Heidemann, líder da pesquisa.
Avanços e aplicações clínicas
O simulador já foi usado em estudos experimentais que tentam compreender a origem dos delírios e alucinações na esquizofrenia, simulando desequilíbrios na liberação de dopamina e atividade nos lobos frontais. Os resultados mostraram padrões semelhantes aos observados em pacientes reais, o que reforça a precisão do modelo.
Outra aplicação em desenvolvimento é o uso da ferramenta para testar medicamentos psicofarmacológicos em ambiente virtual, reduzindo o tempo e o custo de pesquisa clínica. O sistema pode prever, por exemplo, como um antidepressivo afeta a rede neural responsável pela regulação emocional.
“Estamos criando um ambiente seguro para testar hipóteses e ver o que acontece com o cérebro quando mudamos certas variáveis. É como poder observar a mente humana em modo de depuração”, afirmou a pesquisadora Sarah Mitchell, coautora do estudo.
O impacto na compreensão das doenças mentais
Os cientistas acreditam que o simulador de voo do cérebro pode ajudar a explicar por que alguns transtornos mentais se manifestam de forma tão diferente em cada paciente. O modelo permite ajustar parâmetros individuais, como densidade de sinapses, níveis de neurotransmissores e plasticidade neuronal, aproximando-se do conceito de “cérebro digital personalizado”.
Além disso, o projeto oferece uma nova lente para compreender condições complexas como o transtorno obsessivo-compulsivo (TOC), o autismo e até doenças neurodegenerativas como o Mal de Alzheimer, simulando o impacto cumulativo de lesões microscópicas ao longo do tempo.
A ponte entre IA e neurociência
O simulador também marca um avanço simbólico na integração entre inteligência artificial e neurociência cognitiva. O modelo foi treinado com base em dados de milhões de varreduras cerebrais e em redes neurais artificiais inspiradas na estrutura do neocórtex humano. Segundo os criadores, a IA ajuda a identificar padrões emergentes que seriam impossíveis de detectar apenas com observação direta.
Os próximos passos incluem o uso do sistema em colaboração com laboratórios clínicos e hospitais, para testar protocolos personalizados de estimulação cerebral e terapias não invasivas, como a neuromodulação magnética.
Para especialistas, o projeto inaugura uma nova era na pesquisa médica: a da neuroengenharia preditiva, em que o cérebro humano pode ser compreendido, testado e tratado como um sistema dinâmico e replicável.
