O princípio de Karl Friston da energia livre pode ser a idéia mais abrangente desde a teoria da seleção natural de Charles Darwin. Mas, para entender, é necessário olhar para a mente do próprio Friston.
Quando o rei da Inglaterra, George III, no final do reinado começou a mostrar sinais de agudo comportamento maníaco, rumores da insanidade do rei rapidamente se espalharam entre o povo. Uma lenda diz que George tentou apertar a mão de uma árvore, acreditando ter visto diante dele o rei da Prússia. Outro descreveu como ele foi transportado secretamente para um prédio em Queen Square, no distrito de Bloomsbury, em Londres, para tratá-lo junto com seus súditos. Alega-se também que sua esposa, a rainha Charlotte de Mecklenburg-Strelitzkaya, alugou um porão inteiro em um pub local para armazenar suprimentos para o rei enquanto ele estava sob os cuidados dos médicos.
Mais de dois séculos depois, essa história da Queen Square ainda é comum nos guias de Londres. Se é verdade ou não, este lugar se adaptou ao longo dos anos. A estátua de metal de Charlotte fica na extremidade norte da praça; o pub da esquina é chamado
Royal Pantry ; e uma praça tranquila na praça é cercada por pessoas que trabalham com o cérebro e por pessoas cujo cérebro precisa ser trabalhado. O Hospital Nacional de Neurologia e Neurocirurgia - onde a realeza moderna também pode se submeter a tratamento - fica em um dos cantos da Queen Square, e seu perímetro é designado pelos laboratórios de pesquisa em neurociência da University College London. Em julho passado, dezenas de pacientes no departamento de neurologia com seus entes queridos passaram uma semana inteira de clima perfeito em um parque tranquilo em bancos de madeira ao longo da beira do gramado.
Numa típica segunda-feira, Carl Freestone chega à Queen Square às 12h25 e fuma um cigarro no jardim ao lado da estátua da rainha Charlotte. Freestone, que tem uma figura levemente curvada, com cabelos grisalhos e grossos, trabalha como diretor científico do lendário Laboratório de Imagem Funcional da University College London e é conhecido por todos os funcionários da FIL. Depois de terminar com um cigarro, Friston caminha para o lado oeste da praça, entra no prédio de calcário e tijolo e vai para a platéia no quarto andar, que pode conter de duas a duas dúzias de pessoas, esperando que ele olhe para a parede branca. Freestone gosta de vir cinco minutos depois, então todo mundo já está reunido.
Suas boas-vindas a esse grupo de pessoas podem muito bem ser a primeira declaração significativa do dia, já que Freestone prefere não conversar com outras pessoas até o meio-dia. (Portanto, em casa, ele se comunica com a esposa e os três filhos com a ajuda de sorrisos e grunhidos condicionais). Ele também raramente se encontra com pessoas individualmente. Ele prefere reuniões abertas como esta, em que estudantes, pós-docs e membros do público que desejam obter a revisão por pares de Friston - e há tantas pessoas ridículas nos últimos anos - têm a oportunidade de recorrer a seu conhecimento. “Ele acredita que se uma pessoa tem idéias, uma pergunta ou um projeto, a melhor maneira de descobrir isso é reunir o grupo inteiro e ouvi-lo, para que todos tenham a chance de fazer uma pergunta e participar da discussão. Então, o que uma pessoa aprende, todo mundo saberá ”, diz David Benrimo, psiquiatra da McGill University, morador da Freestone há um ano. “Isso é muito incomum. O que é característico de Karl ".
No início de cada reunião na segunda-feira, todos em um círculo fazem suas perguntas. Freestone caminha devagar em círculos, ouvindo as pessoas - seus óculos escorregam na ponta do nariz, porque ele sempre inclina a cabeça para ver o interlocutor. Em seguida, ele responde às perguntas feitas várias vezes. "Um cavalheiro da
era vitoriana , com maneiras e gostos vitorianos", como um amigo de Friston descreveu, ele responde até as perguntas mais estúpidas educadamente e com uma rápida reformulação. Essas sessões de perguntas e respostas - que comecei a chamar de reuniões "Ask Carl" - são exemplos notáveis de resistência, memória, horizontes mais amplos e pensamento criativo. Muitas vezes eles terminam quando Friston sai para sua pequena varanda de metal, saindo de seu escritório, para outra pausa para fumar.
Pela primeira vez, Friston se tornou uma lenda na academia, desenvolvendo muitas das ferramentas mais importantes que permitiam à ciência estudar o cérebro. Em 1990, ele inventou a marcação paramétrica estatística, tecnologia computacional que permite, como disse um neurocientista, "empurrar" as imagens do cérebro para uma forma padrão, para que os pesquisadores possam comparar a atividade que ocorre dentro de diferentes crânios. A partir dessa tecnologia, a morfometria voxel, uma tecnologia de imagem usada em um famoso estudo, foi usada para demonstrar que a parte de trás do hipocampo dos taxistas de Londres cresceu à medida que adquiriam conhecimento (para obter uma carteira de motorista em Londres, os motoristas precisam aprender 320 rotas e muitas atrações dentro A 10 km de Charing Cross (este processo inclui uma prova escrita e algumas provas orais).
Um estudo publicado na revista Science em 2011 usou outra tecnologia para analisar imagens cerebrais criadas por Friston - modelagem causal dinâmica - para determinar se pessoas com danos cerebrais graves têm atividade de consciência mínima ou apenas vegetativa.
Quando Freestone foi admitido na Royal Science Society em 2006, o mundo científico descreveu sua influência na pesquisa cerebral como "revolucionária", mencionando que mais de 90% dos trabalhos publicados relacionados à imagem cerebral usavam seus métodos inventados. Dois anos atrás, o Instituto Allen para o Estudo da Inteligência Artificial, dirigido pelo pioneiro da IA Oren Etzioni, calculou que Freestone é o neurocientista mais citado no mundo. Seu
índice Hirsch , uma métrica usada para medir o impacto das publicações de um pesquisador, é quase o dobro de Albert Einstein. No ano passado, o Clarivate Analytics, que por duas décadas previu com sucesso futuros vencedores do Prêmio Nobel de Ciências, colocou Freestone entre os três vencedores mais prováveis nas categorias de fisiologia ou medicina.
Vale ressaltar que uma pequena parte dos pesquisadores que faz uma peregrinação para se encontrar com Friston, quer conversar com ele sobre as imagens do cérebro. Nos dez dias deste verão, Friston deu conselhos a astrofísicos, vários filósofos, programadores que trabalham para criar um concorrente mais personalizado, Amazon Echo, chefe do departamento de IA da maior companhia de seguros, um neurocientista que desenvolve aparelhos auditivos aprimorados e um psiquiatra, cuja startup usa aprendizado de máquina para ajudar a tratar a depressão . E a maioria deles chegou a entender algo completamente diferente.
Nos últimos dez anos, Friston dedicou a maior parte de seu tempo e energia ao desenvolvimento da idéia, que ele chama de "princípio da energia livre". (Friston descreve seu trabalho relacionado à imagem cerebral, assim como um músico de jazz descreveria seu trabalho como bibliotecário). Friston acredita que essa idéia dele descreve nem mais nem menos como o princípio de organização de toda a vida, incluindo a inteligência. "Se você está vivo, que comportamento você deve exibir?" - Ele está tentando responder a essa pergunta.
A má notícia: o princípio da energia livre é incrivelmente difícil de entender. É tão difícil que salas inteiras de pessoas muito, muito inteligentes tentaram fazer isso, mas não conseguiram. Existe até uma
conta no Twitter com 5.000 assinantes que apenas zomba de sua imprecisão, e quase todas as pessoas com quem eu discuti, incluindo pesquisadores cujo trabalho depende disso, me disseram que não a entendiam completamente.
No entanto, muitas vezes as mesmas pessoas acrescentam às pressas que o princípio da energia livre, em essência, conta uma história simples e resolve um enigma simples. A segunda lei da termodinâmica diz que o Universo tende a aumentar a entropia, a decair, no entanto, os seres vivos resistem violentamente a ele. Todas as manhãs, acordamos, quase a mesma pessoa que éramos no dia anterior, com uma clara separação de células e órgãos entre nós e o resto do mundo. Como está indo isso? O princípio da energia livre de Friston diz que toda a vida em todas as escalas de organização - das células individuais ao cérebro humano com bilhões de neurônios - é impulsionada por um imperativo universal, que pode ser reduzido a uma função matemática. Ele diz que estar vivo significa agir de maneira a diminuir o fosso entre suas expectativas e as informações provenientes dos sentidos. Ou, nas palavras de Friston, para minimizar a energia livre.
Para imaginar as possíveis consequências dessa teoria, você só precisa observar as pessoas que aparecem no limiar do FIL na segunda-feira de manhã. Alguns deles querem usar o princípio da energia livre para combinar teorias da mente, fornecer uma nova base para a biologia e explicar a vida. Outros esperam que esse princípio finalmente forneça à psiquiatria uma compreensão funcional do cérebro. Outros vêm com o desejo de usar as idéias de Friston para quebrar os impasses na pesquisa em IA. Mas todos eles têm um motivo comum para estar aqui, que a única pessoa que realmente entende o princípio da energia livre de Karl Friston é Karl Friston.
No escritório da freestoneFreestone não é apenas um dos cientistas mais influentes em seu campo; ele também é o mais prolífico. Aos 59 anos, trabalha todas as noites e todos os dias de folga e publica mais de 1.000 artigos científicos desde 2000. Somente em 2017, ele foi o principal autor ou co-autor de 85 publicações - ou seja, cerca de uma a cada quatro dias.
Mas, do ponto de vista dele, esse escape não é apenas o resultado de uma ética de trabalho ambiciosa, mas também um sinal do desejo de um escapismo severo.
Freestone desenha uma linha cuidadosamente guardada entre o mundo exterior e o interior, protegendo o último de intrusões, muitas das quais, aparentemente, estão associadas à "preocupação com outras pessoas". Ele prefere conversas privadas para estar no palco, mantendo outras pessoas a uma distância confortável. Ele não tem telefone celular. Ele sempre veste camisas azuis, que compra em duas na loja de vendas. Ele considera as violações de sua rotina semanal na Queen Square "enervantes", e tenta evitar conhecer outras pessoas em, digamos, conferências internacionais. Ele não gosta de defender suas idéias.
Ao mesmo tempo, Friston fala clara e francamente sobre por que ele está envolvido na ciência. Ele acha incrivelmente reconfortante - algo semelhante a uma pausa para fumar - se ele conseguir mergulhar em uma tarefa difícil que leva semanas para ser resolvida. Ele escreve expressivamente sobre sua obsessão por encontrar maneiras de integrar, unir e simplificar o barulho do mundo, pelo qual ele tinha uma propensão quando criança.
Friston acredita que seu caminho para descobrir o princípio da energia livre começou em um dia quente de verão, quando ele tinha 8 anos. Ele e sua família moravam na cidade murada de Chester, perto de Liverpool, e de alguma forma sua mãe o mandou para brincar no jardim. Virou o velho tronco e encontrou debaixo dele vários piolhos - pequenos insetos com um esqueleto externo semelhante a um tatu - que se moviam aleatoriamente, como lhe pareceu a princípio, em busca de abrigo e escuridão. Depois de observá-los por meia hora, ele concluiu que eles não estavam realmente procurando uma sombra. "Foi uma ilusão", diz Friston. "Uma fantasia que eu decidi considerar."
Ele percebeu que os movimentos dos piolhos não tinham nenhum objetivo específico, pelo menos não no sentido em que uma pessoa tem um objetivo, por causa do qual ele se senta no carro e faz negócios. Os movimentos das criaturas foram aleatórios; eles simplesmente se moviam mais rápido, aquecidos pelo sol.
Freeston chama isso de sua primeira conjectura científica, o momento em que "todas essas explicações antropomórficas e antinaturais de propósito, sobrevivência e tudo isso simplesmente desapareceram", diz ele. "E eu apenas tive que assistir o que estava acontecendo." De certa forma, não poderia ter acontecido de outra maneira. ”
O pai de Friston era engenheiro civil que trabalhava na construção de pontes em toda a Inglaterra, e sua família se mudou com ele. Somente nos primeiros dez anos, Freestone frequentou seis escolas diferentes. Seus professores muitas vezes não sabiam o que fazer com ele, e ele conquistou a maior parte de sua frágil auto-estima resolvendo problemas por conta própria. Aos 10 anos, ele desenvolveu um robô autocorretivo que, em teoria, podia se mover em uma superfície irregular, movendo um copo de água e usando acionamentos automáticos com níveis de feedback e mercúrio. A escola até convidou um psicólogo para perguntar ao garoto como ele chegou a essa ideia. "Você é muito esperto, Karl", assegurou sua mãe a Freestone, e não da última vez. "Não deixe mais ninguém dizer o contrário." Ele disse que não acreditava nela.
Quando adolescente, Friston experimentou outro momento, semelhante a assistir aos piolhos da madeira. Ele voltou para o quarto, depois de terminar de assistir TV, e notou uma cereja florescendo do lado de fora da janela. De repente, ele foi atingido por um pensamento que não o deixou partir desde então. Deve haver uma maneira de entender tudo, a partir do nada, ele pensou. "Se eu puder começar de um ponto em todo o universo, posso obter tudo o que preciso?" Ele ficou deitado na cama por horas, fazendo suas primeiras tentativas nessa direção. "Obviamente, eu falhei completamente com eles", diz ele.
No final do ensino médio, Friston e colegas de classe se tornaram sujeitos de um experimento inicial envolvendo o estudo psicológico da personalidade usando computadores. Foram feitas perguntas, cujas respostas foram colocadas em cartões perfurados e passadas por computadores para escolher a carreira ideal para as crianças em idade escolar. Freeston descreveu como ele gostava de eletrônicos e solidão na natureza, então o computador ofereceu a ele o trabalho de instalar antenas de televisão. Como essa opção não lhe parecia correta, ele foi a um conselheiro de carreira escolar e disse que gostaria de estudar o cérebro no contexto de matemática e física. O consultor disse a Friston que ele deveria se tornar um psiquiatra, o que, para frustração de Friston, significava que ele teria que estudar medicina.
Friston e o consultor confundiram psiquiatria com psicologia, o que ele provavelmente deveria ter feito na realidade. Mas o erro acabou sendo útil, pois direcionou Friston no caminho para o estudo da mente e do corpo, em direção a uma das experiências que mais moldaram sua vida.
Depois de concluir seus estudos médicos, Friston mudou-se para Oxford e passou dois anos como estagiário no Littlemore Victorian Hospital. O hospital foi fundado no marco da "Lei sobre o sonambulismo" em 1845 [após o qual as pessoas que sofrem de doenças mentais eram tratadas mais como pacientes em hospitais e menos como criminosos e párias amontoados em "abrigos" / aprox. trad.], e foi originalmente planejado para ajudar a transferir todos os "sonâmbulos pobres" de casas de trabalho para hospitais. Em meados da década de 1980, quando Freeston se estabeleceu lá, era um dos últimos abrigos deixados nos quintais das cidades inglesas.
Friston recebeu um grupo de 32 esquizofrênicos crônicos, os pacientes mais desagradáveis em Littlemore, cujo tratamento na maioria das vezes simplesmente significava uma conclusão. Para Friston, lembrando seus pacientes com nostalgia óbvia, essa foi uma ajuda clara à facilidade com que as conexões do cérebro são rompidas. "Era um ótimo lugar para trabalhar", diz ele. "Uma pequena comunidade de psicopatologia intensa e colorida."
Duas vezes por semana, ele liderava sessões de terapia de grupo de 90 minutos, nas quais os pacientes resolviam suas doenças juntos - algo que lembra as reuniões de hoje "pergunte a Carl". O grupo incluiu personagens coloridos que, mesmo 30 anos depois, ainda inspiram os processos mentais de Friston. Havia Hilary (os nomes dos pacientes mudaram), que parecia que ela poderia interpretar a chef sênior da série "
Downton Abbey "
, mas antes de você chegar a Littlemore, decapitando seu vizinho com uma faca de cozinha, porque ela ficou impressionada com o que ele transformou em um corvo mau do tamanho de um homem.
Havia Ernest, que era fraco por cardigans em tons pastel da Marks & Spencer e tênis combinando, e era "o pedófilo mais incorrigível e desenfreado que você pode imaginar", diz Friston.
Havia também Robert, um jovem ágil que poderia estudar no instituto se não sofria de esquizofrenia grave. Ele estava obcecado em raciocinar sobre a merda dos anjos; ele falou sobre se essa substância era uma maldição ou uma bênção, se era visível ao olho humano e que perguntas semelhantes não ocorreram a outras pessoas. Freestone acreditava que o próprio conceito de merda angélica era um milagre. Ele mostrou a capacidade das pessoas com esquizofrenia de elaborar conceitos que não são tão facilmente acessíveis às pessoas com um cérebro que funciona de um modo mais familiar.
"É extremamente difícil inventar um pouco de merda de anjo", diz Freestone com algo que parece admiração. "Eu não teria sucesso."Depois de Littlemore, Friston passou a maior parte do início dos anos 90 usando a relativamente nova tecnologia - tomografia por emissão de pósitrons - para tentar entender o que estava acontecendo no cérebro de pessoas com esquizofrenia. Ao longo do caminho, ele inventou a marcação paramétrica estatística. Friston estava firmemente convencido de que a tecnologia deveria ser compartilhada livremente, não patenteada e monetizada (o que era incomum para a época), o que explica por que essa técnica se espalhou tão amplamente. Friston poderia voar para o outro extremo do mundo - para os Institutos Nacionais de Saúde em Bethesda, por exemplo - para compartilhar tecnologia com outros pesquisadores. “Eu, literalmente, com um pedaço de filme biométrico, peguei um avião, dirigi até lá, baixei, passei o dia inteiro tentando fazê-lo funcionar, ensinei alguém a trabalhar com ele,e depois fui para casa descansar ”, diz Friston. "Foi assim que o software de código aberto funcionava na época".Friston chegou à Queen Square em 1994 e, por vários anos seguidos, seu escritório na FIL estava localizado a poucos metros do Departamento de Neurobiologia da Gatsby Computing. Esse departamento - no qual os pesquisadores estudam teorias da percepção e do aprendizado de seres e máquinas vivas - foi então liderado por seu fundador, psicólogo cognitivo e cientista da computação Joffrey Hinton. A FIL ganhou a reputação de ser o principal laboratório no campo da imagem cerebral, e Gatsby tornou-se um campo de treinamento para neurocientistas interessados em aplicar modelos matemáticos ao estudo do sistema nervoso.Freestone, como muitos outros, contraiu o "entusiasmo infantil" de Hinton por modelos estatísticos completamente não infantis e fez amizade com ele.Com o tempo, Hinton convenceu Froiston de que a melhor maneira de imaginar o cérebro era considerá-lo uma máquina probabilística bayesiana. Essa idéia vem do século 19 e do trabalho de Hermann von Helmholtz , e que o cérebro organiza cálculos e sensações pelo método probabilístico, fazendo previsões e ajustando constantemente o ponto de vista com base nas informações dos sentidos. De acordo com a visão atual mais popular, o cérebro é uma "máquina de conclusão" que busca minimizar "erros de previsão".Em 2001, Hinton deixou Londres, estabeleceu-se na Universidade de Toronto, onde se tornou uma das figuras mais importantes no campo da inteligência artificial, lançando as bases para os estudos mais modernos no campo do aprendizado profundo.Mas antes de partir, Friston chegou a Gatsby pela última vez em uma visita a um amigo. Hinton descreveu uma nova tecnologia que ele inventou que permite aos programas de computador imitar de maneira mais eficaz a tomada de decisão humana - foi o processo de integrar os dados de entrada de muitos modelos probabilísticos, hoje conhecidos no aprendizado de máquina como o "resultado especialista".A reunião atingiu Freestone. Ele foi inspirado pelas idéias de Hinton e, como parte de sua colaboração intelectual, enviou-lhe um conjunto de anotações sobre a ideia de combinar as aparentemente "propriedades anatômicas, fisiológicas e psicológicas desconectadas do cérebro". Friston publicou essas anotações em 2005 - essa foi a primeira de dezenas de obras em que ele desenvolverá seu princípio de energia livre.
Cobertor com um retratoAndrei Markov no escritório de Karl Friston: "mantém suas condições internas quentes desde 1856"