Cientistas estudam conexões entre neurônios artificiais e orgânicos

Apesar de toda a discussão sobre as capacidades da inteligência artificial e das tarefas que ela já consegue desempenhar melhor do que os seres humanos, ainda existe...

Redação 24hrs
21/06/2026
07:52

Apesar de toda a discussão sobre as capacidades da inteligência artificial e das tarefas que ela já consegue desempenhar melhor do que os seres humanos, ainda existe uma característica extremamente importante em que o cérebro humano permanece incomparável: sua extraordinária eficiência energética.

O cérebro humano funciona como um sistema de processamento de informações extremamente sofisticado, capaz de realizar operações complexas consumindo apenas cerca de 20 watts de potência, valor semelhante ao necessário para alimentar uma lâmpada de baixa potência. Comparado com os grandes centros de processamento de dados utilizados para treinar e operar sistemas de inteligência artificial que consomem milhões de watts de energia e demandam enormes quantidades de água para refrigeração, o que gera custos elevados e impactos ambientais significativos.

Essa diferença entre a eficiência da biologia e a computação tradicional é conhecida há décadas pelos cientistas, que há muito tempo procuram maneiras de combinar características dos sistemas biológicos com a eletrônica moderna. Em uma época em que a inteligência artificial se torna cada vez mais presente em diversas áreas, encontrar formas de reduzir o consumo de energia desses sistemas tornou-se uma necessidade importante para preservar recursos naturais e tornar a tecnologia mais sustentável.

Nesse contexto, um estudo recente investigou uma abordagem inovadora para criar neurônios artificiais capazes de se comunicar diretamente com neurônios vivos. A proposta consiste em desenvolver uma plataforma flexível, inspirada no funcionamento do cérebro, que apresente vantagens energéticas em relação aos tradicionais dispositivos de silício, os quais são extremamente poderosos, mas relativamente rígidos em termos de adaptação.

Segundo os pesquisadores, a forma convencional de tornar os sistemas de inteligência artificial mais eficientes consiste em treiná-los com quantidades cada vez maiores de dados. Entretanto, esse processo exige enormes capacidades computacionais e, consequentemente, um elevado consumo energético. Como o cérebro humano é aproximadamente cem mil vezes mais eficiente em termos energéticos do que os computadores digitais atuais, faz sentido utilizá-lo como fonte de inspiração para o desenvolvimento das futuras gerações de sistemas computacionais.

Um passo importante nessa direção é a criação de neurônios artificiais. O cérebro humano possui cerca de 86 bilhões de neurônios, células especializadas na transmissão e no processamento de informações. Grande parte deles está localizada no córtex cerebral, região responsável por funções complexas como consciência, pensamento, memória, emoções e linguagem. Embora os computadores modernos contenham bilhões de transistores e sejam extremamente rápidos em determinadas tarefas, eles não apresentam a mesma flexibilidade dos neurônios biológicos. As conexões entre os neurônios, conhecidas como sinapses, podem ser fortalecidas, enfraquecidas ou até eliminadas ao longo do tempo, permitindo que o cérebro aprenda, se adapte e reorganize suas redes utilizando relativamente pouca energia. Essa capacidade de modificação contínua é conhecida como plasticidade neural e constitui uma das principais diferenças entre os sistemas biológicos e os computadores convencionais.

Para produzir os neurônios artificiais, os pesquisadores utilizaram uma técnica denominada impressão por jato de aerossol, frequentemente empregada na fabricação de componentes eletrônicos como resistores e capacitores. Nesse método, são utilizadas tintas eletrônicas capazes de conduzir eletricidade e formar estruturas semicondutoras. Os materiais empregados foram flocos microscópicos de dissulfeto de molibdênio, responsável pelas propriedades semicondutoras do neurônio artificial, e grafeno, um material composto por uma única camada de átomos de carbono conhecido por sua elevada condutividade elétrica e resistência mecânica.

Uma dificuldade enfrentada pelos cientistas estava relacionada aos polímeros, materiais que normalmente interferem na passagem da corrente elétrica. Para contornar esse problema, os pesquisadores desenvolveram uma solução que tornou o material de suporte mais semelhante ao ambiente encontrado nos tecidos nervosos. Em vez de remover completamente o polímero, eles promoveram apenas sua decomposição parcial. Posteriormente, ao fazer a corrente elétrica atravessar o dispositivo, ocorria uma decomposição adicional de forma irregular, resultando na formação de um filamento condutor extremamente estreito, pelo qual praticamente toda a corrente elétrica passava.

Esse caminho estreito permitiu que a estrutura composta pelas tintas eletrônicas e pelo polímero se comportasse de maneira mais próxima de um neurônio verdadeiro. Em vez de gerar apenas um único pulso elétrico, como ocorre em dispositivos eletrônicos mais simples, os neurônios artificiais foram capazes de produzir diferentes padrões de atividade, incluindo disparos isolados, sequências contínuas e rajadas de impulsos, reproduzindo características observadas nos neurônios biológicos.

A prova mais importante da eficácia dessa tecnologia ocorreu quando os pesquisadores conectaram os neurônios artificiais a uma pequena amostra do cerebelo de um camundongo. O cerebelo é uma região do cérebro envolvida principalmente na coordenação dos movimentos, no equilíbrio e em determinados processos de aprendizagem motora. Os cientistas verificaram que os sinais elétricos produzidos pelos neurônios artificiais apresentavam intensidade, formato e duração compatíveis com aqueles encontrados naturalmente no tecido nervoso, sendo capazes inclusive de desencadear atividade elétrica nas células cerebrais do animal.

Tentativas anteriores realizadas por outros grupos de pesquisa haviam apresentado limitações importantes. Alguns materiais orgânicos geravam impulsos elétricos lentos demais para acompanhar o ritmo dos neurônios naturais, enquanto outros materiais, como certos óxidos metálicos, produziam sinais excessivamente rápidos. O novo sistema conseguiu reproduzir não apenas a velocidade adequada, mas também a forma característica dos impulsos elétricos biológicos, tornando possível uma comunicação direta com neurônios vivos.

Embora ainda seja necessário aperfeiçoar esses neurônios artificiais e desenvolver sinapses artificiais capazes de conectá-los em redes complexas, o estudo demonstra que é possível construir os elementos fundamentais de futuros computadores inspirados no cérebro humano. Além dos neurônios, será necessário criar estruturas equivalentes às sinapses e desenvolver arquiteturas capazes de reproduzir processos cognitivos mais sofisticados.

Caso esses desafios sejam superados, poderá surgir uma nova geração de sistemas de inteligência artificial muito mais eficiente em termos energéticos e mais próxima da forma como os seres vivos processam informações, aproximando um objetivo que os cientistas perseguem há várias décadas: a criação de máquinas capazes de pensar e aprender de maneira semelhante ao cérebro humano.

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