Com o objetivo de compreender melhor o funcionamento do cérebro de aranhas, uma equipe de pesquisadores utilizou inteligência artificial e câmeras de visão noturna para estudar o processo de construção de teias.
Apesar de algumas espécies serem extremamente pequenas, esses animais são capazes de construir estruturas complexas, sendo muitas delas verdadeiras obras de arte. Esse foi um dos motivos que levou os cientistas da John Hopkins University a estudar como um cérebro tão pequeno produz esses comportamentos.
O método utilizado por eles foi aplicar inteligência artificial à análise de imagens capturadas com câmeras de visão noturna. Dessa forma, eles conseguiram estudar cada posição de todas as oito patas de uma aranha durante a construção de uma teia e detalhar os resultados em um artigo.
A partir dessas observações, os pesquisadores obtiveram um modelo capaz de prever os estágios de construção de teias com base na posição das patas da aranha. Este foi o primeiro passo para ajudar os cientistas a entender o que ocorre no cérebro dos animais durante o processo.
Análise de dados por meio de inteligência artificial
A espécie escolhida para o estudo foi a Uloborus diversus, que são aranhas não-venenosas, se alimentam de insetos e medem apenas alguns milímetros. No total, os cientistas observaram seis animais, utilizando luzes e câmeras de infravermelho.
Eles também recorreram a redes neurais de rastreamento de membros para monitorar 26 pontos no corpo de cada aranha observada. Esses pontos incluíam a base do corpo, o fêmur e a tíbia de cada pata, além de outras partes frontais e traseiras dos animais.
Com os materiais coletados em mãos, o próximo passo seria a análise de todos esses registros. O desafio, no entanto, era exatamente a quantidade de informações a serem processadas, considerando o número total de patas que foram observadas durante um longo período de tempo.
O estudo contou com registros de horas de duração, mostrando todo o trabalho de construção de 21 teias e cada movimento do corpo desses animais que foi produzido no decorrer do processo.
Foi nesta etapa do estudo, portanto, que os pesquisadores decidiram aplicar a tecnologia de inteligência artificial. Segundo eles, o processo de verificar e analisar cada frame dos pontos observados demandaria muito tempo e esforço se fossem realizados de forma manual.
A solução foi treinar um software capaz de detectar a posição da aranha, frame por frame, para que os cientistas pudessem documentar os movimentos das patas durante a construção de uma teia completa.
Regras codificadas no cérebro
O processo de observação dos movimentos da aranha durante a tecelagem foi o primeiro passo para que os cientistas pudessem estudar como o pequeno cérebro desses aracnídeos são capazes de realizar um processo tão complexo.
O que eles descobriram com o auxílio da inteligência artificial foi que o processo de construção de uma teia envolve os mesmos movimentos e habilidades motoras. Isso permitiu que os pesquisadores previssem até mesmo qual parte da teia estava sendo construída ao observar apenas a posição de uma pata.
De acordo com os autores do estudo, mesmo que a estrutura final das teias seja diferente, as regras utilizadas durante o processo de construção são as mesmas. E o fato de as regras serem as mesmas significa que elas estão codificadas nos cérebros desses aracnídeos.
A próxima etapa da pesquisa agora é descobrir como as regras estão codificadas a nível dos neurônios. Para isso, a equipe de cientistas pretende utilizar substâncias químicas capazes de alterar a mente das aranhas e, assim, identificar quais partes do cérebro estão envolvidas no processo de construção de teias e de que forma.
