O experimento que mudou a pergunta
Planárias regeneram: corte uma ao meio e cada metade recompõe o que falta. Isso se sabe desde o século XIX.
O laboratório de Levin alterou o padrão de voltagem de membrana em fragmentos em regeneração usando fármacos que atuam em canais iônicos. Os fragmentos desenvolveram uma segunda cabeça onde deveria estar a cauda. A surpresa veio depois. Quando os vermes de duas cabeças foram cortados de novo, sem nenhum tratamento adicional, os pedaços regeneraram duas cabeças outra vez, por várias rodadas, com genoma idêntico ao de vermes normais (Durant et al., Biophysical Journal, 2017).
Se o DNA não mudou e todos os tecidos foram reconstruídos, a instrução "construa duas cabeças" precisa estar guardada em outro lugar. A candidata é o próprio padrão bioelétrico: uma distribuição estável de voltagens numa rede de células conectadas.
Olhos na cauda, rostos em voltagem
Em embriões de rã (Xenopus), Pai e colegas impuseram um estado de voltagem específico a células distantes da cabeça e induziram a formação de olhos ali, inclusive na cauda e no intestino (Development 139, 313, 2012). Antes disso, o laboratório registrou um "pré-padrão" do rosto em voltagem surgindo no embrião antes que a anatomia do rosto se desenvolvesse.
O mapa de voltagem se comporta como um conjunto de instruções ou uma meta em direção à qual o tecido trabalha.
Xenobots e anthrobots
Em 2020, Kriegman, Blackiston, Levin e Bongard descreveram os xenobots (PNAS 117, 1853): aglomerados de células de pele e de coração de rã, dispostos por um algoritmo de projeto, que se movem, empurram partículas e cicatrizam. O genoma nunca foi editado. Trabalhos posteriores do laboratório construíram anthrobots a partir de células das vias aéreas de humanos adultos, que rastejam e podem estimular neurônios a crescer através de um arranhão numa placa de cultura.
O ponto teórico: células cujo programa de desenvolvimento termina em pele conseguem se coordenar em formas de corpo novas e funcionais que nenhum genoma codificou.
A abordagem de Levin: cognição como contínuo
Levin interpreta esses resultados em termos de metas e memória em muitas escalas. Em sua abordagem TAME (Technological Approach to Mind Everywhere, 2022), um coletivo de células conta como agente na medida em que persegue um estado-alvo apesar de perturbações. Seu "cone de luz cognitivo" é o tamanho das metas que consegue perseguir.
É um vocabulário de trabalho com retorno experimental, e por isso se espalhou rápido. Sobre a experiência subjetiva, ele não afirma nada.
Por que isso importa para a Cosmologia Neural
O programa de pesquisa deste site propõe que memória e forma podem viver numa estrutura compartilhada e endereçável, da qual unidades locais fazem leituras, um esquema que o programa chama de Pointer Architecture. Os resultados de Levin são o caso biológico mais claro desse esquema: as células se comportam como clientes que leem uma meta armazenada, e a meta sobrevive à substituição das próprias células.
Essa visão faz uma previsão que os métodos de Levin poderiam testar: um padrão bioelétrico deveria ser transferível entre organismos sem transferir material genético. Imponha a paisagem de voltagem de uma planária de duas cabeças a uma normal, e ela deveria começar a construir duas cabeças na próxima regeneração. Se isso falhar em boas condições, essa perna do programa cai. O raciocínio completo está no ensaio O holograma de Levin.
O que ainda não se sabe
- Como um padrão de voltagem codifica uma anatomia específica, e com que resolução.
- Se o padrão armazenado é local ao tecido ou depende de coordenação de longo alcance.
- Onde termina o processamento de informação em coletivos de células e onde começaria algo parecido com experiência. Ninguém tem uma medida para isso ainda.
Conclusão
Levin mostrou que redes bioelétricas armazenam e executam parte do plano do corpo, independentemente de mudanças no DNA. Isso faz da biologia um dos melhores lugares para testar ideias sobre memória distribuída, incluindo as ideias por trás deste programa.