Bebês categorizam o mundo aos dois meses: fMRI e inteligência artificial no Trinity College Dublin

Bebês absorvem muito mais do que se imaginava. Bem antes de conseguirem sentar, balbuciar ou agarrar um brinquedo, o cérebro deles já começa a organizar o que veem em grupos bem definidos.

Um estudo recente indica que esse processo surge muito mais cedo do que o esperado, levando cientistas a reavaliar do que a mente infantil é capaz.

Durante muito tempo, pesquisadores sustentaram a ideia de que bebês muito novos enxergavam o mundo principalmente como um conjunto de formas e cores, com pouca organização.

Nesse entendimento, o aprendizado estruturado viria depois. Porém, evidências acumuladas apontam o contrário: desde o início, o cérebro trabalha de modo intenso, organizando silenciosamente cenas e padrões muito antes de a linguagem aparecer.

Sinais precoces de pensamento organizado

Os novos resultados mostram que bebês com apenas dois meses de idade já conseguem agrupar objetos em categorias.

Isso significa que eles não estão apenas percebendo a aparência de algo, mas identificando que tipo de coisa é. Um gato não é o mesmo que um pássaro. Uma árvore não se confunde com um carrinho de compras.

Esse ponto é importante porque categorizar é uma habilidade central. Adultos dependem dela o tempo todo: ela acelera o aprendizado, ajuda a interpretar situações novas e facilita a navegação no dia a dia.

Encontrar essa capacidade tão cedo sugere que o cérebro já nasce preparado para aprender de forma estruturada desde o começo.

Observando pensamentos sem palavras

A pesquisa foi conduzida por neurocientistas da Trinity College Dublin. O grupo buscou responder a uma pergunta presente há gerações: o que, de fato, acontece dentro da mente de um bebê?

Para investigar, os pesquisadores fizeram parceria com hospitais em Dublin e recrutaram 130 bebês saudáveis de dois meses. Cada bebê ficou deitado em um pufe tipo “beanbag”, usando fones com cancelamento de ruído, enquanto olhava imagens coloridas e brilhantes.

Cada sessão durou cerca de 15 a 20 minutos - tempo suficiente para registrar sinais cerebrais claros sem cansar os bebês.

Com ressonância magnética funcional (fMRI), a equipe mediu a atividade cerebral enquanto os bebês viam imagens de 12 categorias do cotidiano, incluindo animais, objetos e cenas naturais.

Os exames revelaram padrões consistentes de atividade que correspondiam a categorias específicas, mesmo nessa idade tão inicial.

O que os pesquisadores observaram

“Pais e cientistas há muito se perguntam o que se passa na mente de um bebê e o que eles realmente veem quando observam o mundo ao redor. Esta pesquisa destaca a riqueza do funcionamento cerebral no primeiro ano de vida”, explicou a Dra. Cliona O’Doherty, autora principal do estudo.

“Embora aos dois meses a comunicação dos bebês seja limitada pela ausência de linguagem e de controle motor fino, suas mentes já estavam não apenas representando como as coisas se parecem, mas entendendo a que categoria pertenciam.”

Isso indica que as bases da cognição visual já estão estabelecidas muito cedo - bem antes do que se imaginava -, observou a Dra. O’Doherty.

Em outras palavras, o aprendizado não espera pelas palavras: o cérebro já está construindo uma estrutura mental, mesmo quando os bebês ainda não têm como demonstrar isso por fora.

Exames cerebrais e inteligência artificial

Para interpretar melhor esses padrões cerebrais, a equipe combinou os dados de neuroimagem com modelos de inteligência artificial.

Ao comparar como sistemas de IA processam imagens com a forma como o cérebro dos bebês reagiu, os pesquisadores conseguiram mapear como a informação visual percorre o cérebro.

Rhodri Cusack, professor do Trinity College Institute of Neuroscience, destacou que este trabalho é o maior estudo longitudinal com ressonância magnética funcional (fMRI) em bebês acordados.

“O conjunto de dados robusto que registra a atividade cerebral abre um caminho totalmente novo para medir o que os bebês estão pensando em uma idade muito precoce. Ele também evidencia o potencial de a neuroimagem e os modelos computacionais serem usados como ferramenta diagnóstica em bebês muito pequenos”, afirmou o professor Cusack.

“Bebês aprendem muito mais rápido do que os modelos de IA atuais e, ao estudar como eles fazem isso, esperamos inspirar uma nova geração de modelos de IA que aprendam com mais eficiência, reduzindo assim seus custos econômicos e ambientais.”

Essa comparação também inverte uma suposição comum: em vez de as máquinas explicarem como a inteligência funciona, os bebês podem oferecer pistas mais valiosas para construir sistemas mais inteligentes.

Por que o primeiro ano é tão importante

O começo da vida é um período de mudanças cerebrais intensas. Conexões se formam em alta velocidade, e pequenas diferenças nessa fase podem influenciar o desenvolvimento posterior de maneira duradoura.

“Até recentemente, não conseguíamos medir com confiabilidade como áreas específicas do cérebro infantil interpretavam informações visuais. Ao combinar IA e neuroimagem, nosso estudo oferece uma visão muito singular, que nos ajuda a entender muito mais sobre como os bebês aprendem no primeiro ano de vida”, disse a coautora Dra. Anna Truzzi.

“O primeiro ano é um período de desenvolvimento cerebral rápido e intricado. Este estudo traz um novo conhecimento fundamental que ajudará a orientar a educação na primeira infância, a embasar o suporte clínico para condições do neurodesenvolvimento e a inspirar abordagens mais ancoradas na biologia na inteligência artificial.”

Compreender o que é típico aos dois meses pode, no futuro, ajudar a reconhecer mais cedo quando o desenvolvimento começa a sair do esperado.

Pesquisa cerebral precoce em bebês

Realizar exames com bebês acordados não é simples. Eles se mexem, se entediam e choram com frequência. Ainda assim, este estudo alcançou taxas altas de sucesso, abrindo espaço para novas possibilidades na pesquisa pediátrica.

“Há uma necessidade urgente de compreender melhor como transtornos do neurodesenvolvimento alteram o desenvolvimento cerebral precoce, e a fMRI com bebês acordados tem um potencial considerável para enfrentar essa questão”, disse a coautora professora Eleanor Molloy.

Embora este trabalho não seja um teste diagnóstico, ele demonstra que é possível medir o funcionamento cerebral logo no início da vida. Com o tempo, essa abordagem pode ajudar médicos a identificar diferenças mais cedo, quando o suporte tende a ter maior impacto.

O que mais chama atenção é o quanto já acontece dentro de um cérebro tão pequeno. Muito antes dos primeiros passos ou das primeiras palavras, bebês já estão classificando, aprendendo e atribuindo sentido ao mundo - bem antes do que se esperava.

O estudo completo foi publicado na revista Nature Neuroscience.