Cientistas chineses inseriram genes do cérebro humano em macacos

Crédito: Wikimedia Commons.

Por Antonio Regalado
Publicado no MIT Technology Review

A inteligência humana é um dos engenhos mais transcendentais da evolução. É o resultado de uma jornada que começou há milhões de anos, produzindo cérebros cada vez maiores e novas habilidades. No final, os humanos se levantaram, começaram a arar e criaram a civilização, enquanto que nossos primos primatas ficaram nas árvores.

Agora, uma equipe de cientistas do sul da China tentou reduzir essa lacuna evolutiva. Pesquisadores criaram vários macacos transgênicos com cópias adicionais de um gene humano, que acreditam influenciar a configuração da inteligência humana. “Foi a primeira tentativa de entender a evolução da cognição humana através de um modelo de macacos transgênicos”, afirma o geneticista Bing Su, do Instituto de Zoologia de Kunming e responsável pelo estudo.

De acordo com suas descobertas, os macacos geneticamente modificados tiveram melhores resultados em testes de memória temporária com imagens coloridas e blocos, e seus cérebros também demoraram mais para se desenvolver, assim como ocorre com os das crianças humanas. Nenhuma diferença no tamanho do cérebro foi relatada.

Os experimentos, descritos na revista chinesa National Science Review e apresentados pela primeira vez na mídia chinesa, ainda estão longe de revelar os segredos da mente humana ou provocar uma revolta de primatas inteligentes.

No entanto, vários cientistas ocidentais, incluindo um que colaborou nesse trabalho, consideram os experimentos imprudentes e abrem o dilema ético da modificação genética em primatas, uma área na qual a China tem uma vantagem tecnológica.

“Utilizar macacos transgênicos para estudar genes humanos relacionados à evolução do cérebro é um caminho muito arriscado”, diz o geneticista James Sikela, da Universidade do Colorado (EUA), que conduz estudos comparativos entre primatas. Ele está preocupado que o experimento mostre indiferença aos animais e resulte em modificações mais extremas. “É o problema clássico do terreno escorregadio e provavelmente será repetido se esse tipo de pesquisa for adotado”, diz ele.

A pesquisa com primatas está cada vez mais restritiva na Europa e nos EUA, enquanto a China está aplicando cada vez mais ferramentas genéticas de alta tecnologia em diferentes tipos de animais. O país foi o primeiro a criar macacos modificados com a ferramenta de edição genética CRISPR e, em janeiro, um instituto chinês anunciou que produziria meia dúzia de clones de um macaco com um transtorno mental grave. “É preocupante que o campo esteja avançando dessa maneira”, diz Sikela.

Desvendando a evolução

O pesquisador do Instituto de Zoologia de Kunming, Su, é especializado na identificação de sinais de “seleção darwiniana”, isto é, a busca de genes cujo sucesso lhes permitiu se espalhar. Sua busca cobre questões como a adaptação à altitude do iaque do Himalaia e a evolução da cor de pele humana em resposta aos invernos frios.

Mas o maior enigma é a inteligência. Por enquanto, sabemos que os cérebros de nossos ancestrais humanos cresceram muito rapidamente em tamanho e força. Para encontrar os genes que causaram essa mudança, os cientistas procuraram diferenças entre humanos e chimpanzés, cujos genes são 98% semelhantes aos nossos. O objetivo, explica Sikela, era localizar “as joias do nosso genoma“, isto é, o DNA que nos torna únicos.

Por exemplo, um popular gene candidato chamado FOXP2, conhecido como “gene da linguagem” em artigos de imprensa, ficou famoso por sua possível ligação com a fala humana. (Uma família britânica cujos membros herdaram uma versão anormal desse gene tiveram dificuldades para falar.) Vários cientistas de Tóquio (Japão) a Berlim (Alemanha) começaram a alterar esse gene em camundongos e ouvir seus gritos com microfones ultrassônicos para ver se haviam mudado.

Mas Su ficou fascinado por outro gene: o MCPH1, ou o gene da microcefalina. A sequência desse gene não é apenas diferente entre humanos e símios, mas bebês com danos no microcéfalo nascem com cabeças pequenas, algo relacionado com o tamanho do cérebro. Com seus alunos, Su utilizou calibradores e chaves para medir as cabeças de 867 homens e mulheres chineses para ver se os resultados poderiam ser explicados pelas diferenças nesse gene.

Em 2010, Su viu a oportunidade de realizar um experimento mais interessante: ele adicionou o gene da microcefalina humana a um macaco. Naquela época, a China havia começado a combinar suas importantes instalações de criação de macacos (o país exporta mais de 30.000 por ano) com as últimas ferramentas genéticas, um esforço que fez da China a Meca de cientistas internacionais que precisam de macacos para seus experimentos.

Para criar esse animais, Su e seus colaboradores do Laboratório Yunnan Key expuseram embriões de macacos a um vírus que carregava a versão humana da microcefalina. Eles geraram 11 macacos, cinco dos quais sobreviveram para participar de uma série de medições cerebrais. Cada um deles carrega entre duas e nove cópias desse gene humano.

Os macacos de Su levantaram questões sobre os direitos dos animais. Em 2010, Sikela e seus três colegas escreveram um artigo intitulado A ética do uso de primatas transgênicos não humanos para estudar o que nos torna humanos. No texto, eles concluíram que os genes do cérebro humano nunca deveriam ser adicionados aos símios, como os chimpanzés, porque são muito parecidos conosco.

“A imaginação popular simplesmente vai para o Planeta dos Macacos”, diz a bioética da Universidade do Colorado (EUA), Jacqueline Glover, coautora do artigo. A especialista acrescenta: “Humanizá-los equivale a causar-lhes danos. Onde eles viveriam e o que fariam? Você não pode criar um ser que não seja capaz de levar uma vida significativa em nenhum contexto“.

Em um e-mail, Su destaca que concorda que os símios são tão semelhantes aos humanos que seus cérebros não deveriam ser modificados. Mas os macacos e os humanos compartilharam um ancestral pela última vez há 25 milhões de anos. Para Su, isso acalma as preocupações éticas. O cientista defende: “Embora seu genoma se pareça com o nosso, também existem dezenas de milhões de diferenças“. Ele não acredita que os macacos se tornem algo mais do que macacos. “É impossível com apenas alguns genes humanos”, conclui ele.

Macacos mais inteligentes?

A julgar por seus experimentos, a equipe chinesa esperava que seus macacos transgênicos tivessem maior inteligência e tamanho cerebral. É por isso que eles colocam em suas criaturas aparelhos de ressonância magnética para medir sua massa branca e fazem testes computadorizados de memória. De acordo com Su, os macacos transgênicos não possuíam cérebros maiores, mas obtiveram melhores resultados em testes de memória temporária, uma constatação que a equipe considera extraordinária.

Vários cientistas acreditam que o experimento chinês não oferece muita informação nova. Um deles é o cientista da computação da Universidade da Carolina do Norte (EUA) e especialista em ressonância magnética Martin Styner, que está entre os coautores do artigo. Styner explica que sua função se limitou ao treinamento de estudantes chineses para a extração de dados de volume cerebral em imagens de ressonância magnética, e que pensou em retirar seu nome do estudo, embora, segundo ele, não foi possível encontrar um editor no Ocidente.

Styler observa: “Há muitos aspectos desse estudo que não poderiam ser feitos nos EUA. Isso levanta questões sobre o tipo de pesquisa e se os animais receberam atenção adequada”.

Depois do que viu, Styner diz que não gostaria de ver mais pesquisas sobre a evolução com macacos transgênicos. O cientista diz: “Eu não acho que seja uma boa direção. Criamos um animal que não é como deveria ser. Quando fazemos experimentos, temos que entender bem o que estamos tentando aprender para ajudar a sociedade, mas esse não é o caso aqui”. Outro problema é que os macacos geneticamente modificados são caros para criar e cuidar. Com apenas cinco espécimes modificados, é difícil chegar a conclusões sólidas sobre se eles realmente diferem dos macacos normais em termos de tamanho do cérebro ou habilidades de memória. Styner conclui: “Eles estão tentando entender o desenvolvimento do cérebro. E eu não acho que eles estejam fazendo isso”.

Em um e-mail, Su concorda que o pequeno número de animais é uma limitação. Embora ele diga que tem uma solução. Ele alega que ele está criando mais macacos transgênicos com novos genes de evolução cerebral. Um deles é o SRGAP2C, uma variante de DNA que surgiu há cerca de dois milhões de anos, exatamente quando o Australopithecus cedeu a savana africana aos primeiros seres humanos. Esse gene foi batizado como a “mudança da humanidade” e o “vínculo genético perdido” por seu possível papel no surgimento da inteligência humana. Su garante que já o adicionou aos macacos, mas é muito cedo para ver os resultados.

Cinco erros que países devem evitar para liderar tecnologia quântica

Créditos: UCL Faculty of Mathematical and Physical Sciences.

Por Martin Giles
Publicado no MIT Technology Review

A China é a líder mundial em inteligência artificial. Então, se há algum trono tecnológico em jogo para o qual os países possam competir, é o da computação quântica.

Enquanto a Europa está chegando tarde e mal à corrida da tecnologia quântica, parece que os EUA não querem perder outro domínio tecnológico. O país está preparando duas leis independentes para aumentar o investimento público em pesquisa quântica e promover parcerias público-privadas no setor. Dentro de todas as tecnologias quânticas, os novos padrões dos EUA são centrados em computadores quânticos, máquinas que poderiam fazer os mais poderosos supercomputadores atuais ficarem a altura de um simples ábaco.

Ao contrário das máquinas convencionais, que processam dados em bits que representam zeros e uns, os computadores quânticos usam bits quânticos, ou qubits, que podem representar os dois valores ao mesmo tempo. Ao adicionar um par de bits a um computador tradicional não haveria uma grande mudança, mas ao acrescentar um punhado de qubits a um computador quântico haveria um aumento exponencial em seu poder computacional.

A tecnologia complexa ainda está dando os primeiros passos, mas está avançando rapidamente. No futuro, a tecnologia quântica poderia ajudar a desenvolver novos materiais, criar novas moléculas para medicamentos e produzir sensores superpotentes para tarefas como a exploração de petróleo. A tecnologia também tem grandes implicações para a segurança nacional: os computadores quânticos seriam capazes de quebrar qualquer sistema criptográfico atual, mas também criar novas redes de comunicação praticamente inquebráveis.

Países na corrida

Dado o potencial da tecnologia quântica para revolucionar o mundo, cada país está desenvolvendo seu próprio plano para financiar atividades quânticas. A União Europeia lançou uma iniciativa plurianual apoiada por um investimento de cerca de 1 bilhão de euros e a China está investindo cerca de 8 de bilhões de euros para criar um laboratório nacional de ciência da informação quântica em Hefei (China), que abrirá em 2020.

Nos EUA, os fundos federais para pesquisa quântica estão entre 170 milhões e 216 milhões de euros anuais. Graças a esse apoio e a esforços de grandes empresas, como a IBM e a Google, além de empresas iniciantes, como Rigetti Computting e IonQ, o país lidera muitas áreas da tecnologia quântica, incluindo os próprios computadores. De acordo com a Patinformatics, que monitora “famílias de patentes”, ou grupos de patentes que cobrem invenções específicas, os EUA possuem 800 patentes de computação quântica, quatro vezes mais do que a China.

Mas a China está em seus calcanhares, especialmente na comunicação quântica. O país já demonstrou uma videochamada protegida pela física quântica entre Pequim (China) e Viena (Áustria). E também fez um progresso rápido na criptografia quântica, dados da Patinformatics mostram que a China ultrapassou os EUA nesse tipo de patente em 2014. Isso não significa necessariamente que a tecnologia chinesa é melhor, mas é certamente um sinal de quão rápido ela está evoluindo.

O CEO da Rigetti Computing, Chad Rigetti, que apoia fortemente os esforços para criar um plano quântico nacional nos EUA, observa que, no caso da IA, a China começou reproduzindo muitas descobertas que já haviam conseguido outros pesquisadores estrangeiros e depois utilizou a experiência para desenvolver profissionais especializados em IA, que agora estão gerando inovação no país. E ele diz que, no caso da tecnologia quântica, a China está seguindo a mesma estratégia.

Para lutar contra o dragão quântico chinês, os EUA estão trabalhando em um projeto de lei chamado Quantum Computing Research Act. A norma exige que os chefes de pesquisa da Marinha e do Exército estabeleçam consórcios de pesquisa público-privada para projetos quânticos. Essas se estenderiam até 2024 e receberiam uma quantia não especificada de fundos do governo. E outro projeto em desenvolvimento, chamado de Iniciativa Quântica Nacional, autorizaria o Departamento de Energia (DoE) dos EUA a criar vários centros de pesquisa, onde físicos, engenheiros e especialistas em softwares poderiam colaborar em projetos quânticos.

Em qualquer caso, qualquer país que aspire a se tornar um líder em tecnologia deverá unificar todos os seus esforços sob um único plano mestre. E esses são alguns dos cinco grandes erros que eles devem evitar para que o plano funcione:

  • Colocar os militares no comando. Se os militares são os responsáveis por guiar os avanços quânticos, é provável que seu foco fique aquém em áreas como a criptografia quântica e a comunicação, que são dois aspectos muito importantes. Embora as comunidades militares e de inteligência devam ter uma grande quantidade de informações, dada sua longa experiência em tecnologia quântica, elas não devem ser as únicas que projetam a estratégia geral.
  • Ser excessivamente rigoroso com projetos financiados. A tecnologia quântica está mudando tão rapidamente que qualquer esforço deve ser flexível. Os recursos devem ser movidos para diferentes projetos à medida que o campo evolui.
  • Não investir o suficiente para formar novos trabalhadores. Aumentar a força de trabalho quântico deve ser uma prioridade, porque há uma grande escassez de talentos no campo, e não apenas para construir máquinas quânticas. “É realmente difícil contratar desenvolvedores capazes de compilar softwares que possam ser executados em circuitos quânticos”, diz o professor da Universidade de Maryland (EUA) e cofundador da IonQ, Christopher Monroe. Os países devem criar centros de pesquisa e cursos para ajudar a desenvolver talentos quânticos.
  • Investir loucamente em qualquer coisa quântica. Um grupo de acadêmicos e executivos dos EUA publicou um documento no início desse ano em que solicitou um orçamento total de cerca de 690 milhões de euros durante um período inicial de cinco anos para cobrir os esforços de pesquisa e o desenvolvimento da força de trabalho. Esse número é quase o dobro do que o país está investindo atualmente nesse setor. A maior parte dos esforços que esse dinheiro pode cobrir deve valer a pena, mas cada caso deve ser analisado com cuidado. E os gestores do plano devem garantir que os fundos não sejam distribuídos em excesso e não estejam destinados a pesquisas que o setor privado teria feito de qualquer maneira.
  • Avançar sozinho. Nenhum país detém o monopólio da experiência em computação quântica, por isso é importante que qualquer plano fomente a cooperação internacional com outros centros de excelência, especialmente em questões menos sensíveis. As nações podem estar interessadas em liderar esse setor, mas precisam de uma mentalidade global para fazer seus planos funcionarem.

A psicanálise deveria estar no Museu da Ciência?

A capa do obra The Remaking of Sigmund Freud. Crédito: Barclay Shaw.

Por Mario Bunge
Publicado na New Scientist

Devemos parabenizar o Museu da Ciência em Londres, Inglaterra, pela criação de uma exposição sobre psicanálise. A exposição à pseudociência ajuda muito a compreender a ciência genuína, assim como o aprendizado sobre a tirania ajuda a entender a democracia.

Nos últimos 30 anos, a psicanálise silenciosamente foi deslocada da academia pela psicologia científica. Mas persiste na cultura popular, além de ser uma profissão lucrativa. É a psicologia daqueles que não se deram ao trabalho de aprender psicologia, e a psicoterapia escolhida para aqueles que acreditam no poder da mente imaterial sobre o corpo.

A psicanálise é uma falsa ciência porque seus praticantes não fazem pesquisa científica. Quando o campo completou 100 anos, um grupo de psicanalistas admitiu essa lacuna e se esforçou para preenchê-la. Eles alegaram ter realizado o primeiro experimento mostrando que os pacientes se beneficiaram de seu tratamento. Lamentavelmente, eles não incluíram um grupo de controle e não consideraram a possibilidade de efeito placebo. Portanto, a alegação deles ainda não foi testada (The International Journal of Psychoanalysis, vol 81, p 513).

Mais recentemente, uma meta-análise publicada na American Psychologist (vol 65, p 98) pretendia apoiar a afirmação de que uma forma de psicanálise chamada terapia psicodinâmica é eficaz. No entanto, mais uma vez, os estudos originais não envolveram grupos de controle.

Em 110 anos, os psicanalistas não montaram um único laboratório. Eles não participam de congressos científicos, não submetem seus trabalhos a periódicos científicos e são forasteiros para a comunidade científica – uma marginalidade típica da pseudociência.

Isso não significa que suas hipóteses nunca foram submetidas à prova. É verdade que algumas hipóteses são tão vagas que são difíceis de testar e algumas delas são, de acordo com a própria confissão de Freud, irrefutáveis. Ainda assim, a maioria das testáveis já foi profundamente refutada.

Por exemplo, a maioria dos sonhos não tem conteúdo sexual. O complexo de Édipo é um mito; os meninos não odeiam seus pais porque gostariam de ter relações sexuais com suas mães. A lista continua.

Quanto à eficácia terapêutica, pouco se sabe porque os psicanalistas não realizam ensaios clínicos duplo-cego ou estudos de acompanhamento.

A psicanálise é uma pseudociência. Seus conceitos são vagos e não testáveis, mas são considerados como axiomas inexpugnáveis. Como resultado desse dogmatismo, a psicanálise permaneceu basicamente estagnada por mais de um século, em contraste com a psicologia científica que está prosperando.

Aqui está como a Terra pode parecer aos olhos dos extraterrestres

Créditos: S. Fan et. al., arXiv (2019) arXiv:1908.04350.

Por Daniel Clery
Publicado na Science

Quando os astrônomos terrestres treinam seus telescópios em exoplanetas além do nosso sistema solar, eles têm sorte quando observam, até mesmo, um único ponto de luz. Como eles poderiam saber se esses exoplanetas têm condições adequadas para a vida? Para descobrir como eles poderiam saber mais, uma equipe de cientistas resolveu o problema: ela capturou imagens de um planeta habitável – a Terra – e transformou em algo que astrônomos extraterrestres distantes veriam.

A equipe começou com cerca de 10.000 imagens do nosso planeta tiradas pelo satélite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) da NASA, que fica em um ponto de equilíbrio gravitacional entre a Terra e o Sol, permitindo que ele veja apenas o lado diurno do planeta. As imagens foram tiradas em 10 comprimentos de onda específicos a cada 1 a 2 horas durante 2016 e 2017.

Para simular um ponto de vista extraterrestre, os pesquisadores reduziram as imagens em uma única leitura de brilho para cada comprimento de onda – 10 “pontos” que, quando plotados ao longo do tempo, produzem 10 curvas de luz que representam o que um observador distante poderia ver se observasse constantemente o exoplaneta Terra por mais de 2 anos.

Quando os pesquisadores analisaram as curvas e as compararam com as imagens originais, eles descobriram quais parâmetros das curvas correspondiam à cobertura de terra e nuvens nas imagens. Uma vez que eles sabiam essas relações, eles escolheram o parâmetro mais estreitamente relacionado com a área de terra, ajustaram para a rotação de 24 horas da Terra e construíram o mapa de contorno acima, que logo será publicado no The Astrophysical Journal Letters.

As linhas pretas, que marcam os valores medianos para o parâmetro terrestre, servem como um litoral aproximado. Contornos ásperos da África (centro), Ásia (superior direito) e das Américas (esquerdo) são claramente visíveis. Embora isso não seja, obviamente, um substituto de uma imagem real de um mundo extraterrestre, pode permitir que futuros astrônomos avaliem se um exoplaneta possui oceanos, nuvens e calotas polares – requisitos essenciais para um mundo habitável.