Como os cardumes nadam em harmonia? - Nathan S. Jacobs

Veja a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/how-do-schools-of-fish-swim-in-harmony-nathan-s-jacobs

Como cardumes nadam em harmonia? Como as minúsculas células em seu cérebro dão origem à consciência, às memórias e aos pensamentos complexos, que formam quem você é? Por incrível que pareça, essas perguntas têm a mesma resposta básica. Nathan S. Jacobs explica o conceito de emergência, a criação espontânea de comportamentos e funções sofisticados a partir de grandes grupos de elementos simples.

Lição de Nathan S. Jacobs, animação de TED-Ed.

Como os cardumes conseguem
nadar em harmonia?

E como as minúsculas células
do nosso cérebro

dão origem à consciência, às memórias

e aos pensamentos complexos
que formam quem nós somos?

Por incrível que pareça, essas perguntas
têm a mesma resposta:

a emergência,

ou a criação espontânea
de comportamentos e funções sofisticados

a partir de grandes grupos
de elementos simples.

Como muitos animais,
os peixes formam grupos,

mas não só porque gostam de companhia.

É uma questão de sobrevivência.

Os cardumes exibem comportamentos
pululantes complexos

que ajudam os peixes a se esquivar
de predadores famintos,

enquanto um peixe solitário
é rapidamente escolhido como presa.

Mas qual é o peixe brilhante
no comando do cardume?

Na verdade, nenhum deles e todos eles.

Mas como?

Enquanto o cardume se contorce,
gira e se esquiva de tubarões

no que parece uma coordenação intencional,

cada peixe está, na verdade,
apenas seguindo duas regras básicas

que nada têm a ver com o tubarão:

primeiro, ficar perto,
mas não perto demais de seu vizinho

e, segundo, continuar nadando.

Como indivíduos, os peixes focam
as minúcias dessas interações locais,

mas, se peixes suficientes se juntam
ao grupo, algo impressionante acontece.

O movimento de cada peixe é ofuscado
por uma entidade totalmente nova:

o cardume, que possui seu próprio
conjunto de comportamentos.

O cardume não é controlado
por qualquer dos peixes.

Ele apenas surge se houver
peixes o bastante

seguindo o conjunto
certo de regras locais.

É como um acidente
que ocorre contínuas vezes,

permitindo que peixes em todo o oceano
evitem predadores de forma segura.

E não apenas peixes:
a emergência é propriedade básica

de muitos sistemas complexos
de elementos que interagem.

Por exemplo, a forma específica
como milhões de grãos de areia

se chocam uns contra os outros
e caem uns sobre os outros

quase sempre produz o mesmo
padrão básico de ondulações.

Quando a umidade congela na atmosfera,

as propriedades específicas de ligação
das moléculas de água

certamente produzem reticulados radiantes

que se transformam
em lindos flocos de neve.

O que torna a emergência tão complexa

é que não é possível entendê-la
simplesmente analisando suas partes,

como no caso do motor de um carro.

Dividir em partes é um bom primeiro passo
para entender um sistema complexo,

mas, ao reduzir um cardume a indivíduos,

ele perde a capacidade
de se esquivar de predadores

e nada resta para ser estudado.

Se reduzirmos o cérebro
a neurônios individuais,

o que nos resta é algo
evidentemente incerto,

nada parecido com a forma
como pensamos ou nos comportamos,

pelo menos na maioria das vezes.

Seja como for, o que quer
que você esteja pensando agora

não depende de apenas um neurônio
alojado num canto do seu cérebro.

Em vez disso, a mente surge
a partir de atividades coletivas

de muitos, muitos neurônios.

Há bilhões de neurônios no cérebro humano

e trilhões de conexões
entre esses neurônios.

Ao ligarmos um sistema
complicado como esse,

ele pode funcionar de várias
formas estranhas, mas isso não ocorre.

Os neurônios em nosso cérebro
seguem regras simples, como os peixes,

de forma que, em grupo, suas atividades
se auto-organizam em padrões confiáveis

que nos permitem reconhecer rostos,

repetir com sucesso
a mesma tarefa várias vezes

e ter todos os pequenos hábitos bobos
que todos curtem em você.

Então, quais são as regras simples
no que se refere ao cérebro?

A função básica de cada
neurônio no cérebro

é ou estimular ou inibir outros neurônios.

Interconectando alguns neurônios,
formando um circuito simples,

podemos gerar padrões
rítmicos de atividade,

circuitos de retorno que conduzem
ou interrompem um sinal,

detectores de coincidência

e de desinibição,

quando dois neurônios inibitórios
podem, na verdade, ativar outro neurônio,

removendo freios inibitórios.

Quanto mais e mais neurônios
se interconectam,

padrões de atividade cada vez
mais complexos surgem dessa rede.

Logo, haverá tantos neurônios interagindo
de formas tão diversas ao mesmo tempo,

que o sistema ficará caótico.

A trajetória da atividade da rede
não pode ser facilmente explicada

pelos circuitos locais simples
descritos antes.

Mesmo assim, desse caos,
padrões podem surgir,

e surgir de novo e de novo,
de forma reprodutível.

Em certo momento,
esses padrões emergentes de atividade

tornam-se complexos o bastante

e curiosos por estudar
suas próprias origens biológicas,

e até a emergência.

O que descobrimos em fenômenos emergentes
em escalas amplamente diferentes

é a mesma característica marcante
demonstrada pelos peixes:

que a emergência não requer
que alguém ou algo esteja no comando.

Se as regras certas estiverem atuando

e algumas condições básicas
forem atendidas,

um sistema complexo cairá
nos mesmos hábitos repetidas vezes,

transformando o caos em ordem.

Isso vale para a confusão molecular
que permite que suas células funcionem,

para o emaranhado de neurônios
que produzem sua identidade e pensamentos,

para sua rede de amigos e família,

até as estruturas e economias
de nossas cidades em todo o planeta.