https://frosthead.com

Πώς οι επιστήμονες χρησιμοποιούν παιχνίδια για να ξεκλειδώσουν τα μυστήρια του σώματος

Ίσως ήταν η τελευταία ώρα. Ή ίσως μόνο πεινούσα. Όμως, καθώς κοίταξα το δισκίο μου, η μάζα των νευρώνων δεν έμοιαζε με τίποτα τόσο όσο τα απομεινάρια σπαγγέτι γεμιστά σε ένα δοχείο Tupperware.

Το καθήκον μου ήταν να εντοπίσω ένα μόνο σκέλος καθώς βρισκόταν μέσα από ένα χώρο γεμάτο χώρο μαζί τους, κουνώντας πίσω από άλλα σκέλη και επανεμφανίζοντας εκεί που το περιμένατε τουλάχιστον. Καθώς διάλεξα τα κομμάτια που ανήκαν στον νευρώνα μου, τα σημάδια έσπασαν. Ο στόχος? Για να βοηθήσουμε τους επιστήμονες να λύσουν ένα παζλ που έχει αποδειχθεί τρελά δύσκολα: για να καταλάβετε πώς είναι συνδεδεμένος ο αμφιβληστροειδής, πώς βλέπει το μάτι ό, τι κάνει.

Παίζαμε το EyeWire, ένα σε απευθείας σύνδεση παιχνίδι επιστημονικής ανακάλυψης. Αλλά δεν είναι κάποια κηλίδα άσκηση στο infotainment-είναι πραγματική έρευνα. Μια αυξανόμενη κοινότητα επιστημόνων και μηχανικών δανείζεται τα στοιχεία που κάνουν τα βίντεο ή τα παιχνίδια στον υπολογιστή τόσο εθιστικά - ανταμοιβές, πόντους, κορυφαίους πίνακες και συνεργασία στο διαδίκτυο - για να προσελκύσουν χιλιάδες παίκτες για να λύσουν τα νόμιμα επιστημονικά μυστήρια. Αυτή η προσέγγιση έχει τη δυνατότητα να είναι "το μέλλον της επιστημονικής ανακάλυψης", λέει ο μηχανικός υπολογιστών Seth Cooper του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, πρωτοπόρος στον τομέα και συν-δημιουργός του Foldit, ένα παιχνίδι σχεδιασμένο για την καλύτερη κατανόηση των πρωτεϊνών.

Αυτή η παιχνιδιάρικη προσέγγιση στην πραγματοποίηση της επιστήμης είναι μέρος μιας μεγαλύτερης τάσης, που έχει γίνει γνωστή ως ο τυχοδιώκτης της ζωής. Σύμφωνα με τους υποστηρικτές της - η πιο γνωστή είναι η Jane McGonigal, σχεδιαστής παιχνιδιών και συγγραφέας του βιβλίου του 2011 Reality Is Broken: Γιατί τα παιχνίδια μας κάνουν καλύτερο και πώς μπορούν να αλλάξουν τον κόσμο - τα παιχνίδια μπορούν αποτελεσματικά να αντιμετωπίσουν κοινωνικές και ακόμη και προσωπικές προκλήσεις, μεταναστευτική πολιτική για την ενθάρρυνση του ασφαλούς σεξουαλικού επαγγέλματος για την ενίσχυση της συναισθηματικής ανθεκτικότητας

Παρόλο που το gamification έχει χαιρετιστεί ως το νέο καινούργιο πράγμα, το εύρος της προσέγγισής του δεν είναι ακόμα σαφές. Το παιχνίδι Superbetter του McGonigal, το οποίο προορίζεται να βοηθήσει τους χρήστες να ανακάμψουν από ασθένειες και τραυματισμούς, βρίσκεται σε κλινικές δοκιμές. Και ας συζητήσουν οι άλλοι εάν το παιχνίδι με το Migrant Trail βαθύνει τη συμπόνια του για τους μετακινούμενους χωρίς έγγραφα, ώστε να προωθήσουν τις αλλαγές της δημόσιας πολιτικής.

Τα επιστημονικά παιχνίδια ανακάλυψης, όμως, αποδεικνύονται ήδη. Πάρτε Foldit. Αυτό το online παιχνίδι σας ζητά να προσδιορίσετε το σχήμα 3-D μιας πρωτεΐνης, γνώση ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του πώς λειτουργεί. Όλοι οι στρατοί βιοχημικών και ηλεκτρονικών υπολογιστών απέτυχαν να βρουν μια απλή συνταγή για την αναδίπλωση οποιασδήποτε αλληλουχίας αμινοξέων σε μια πρωτεΐνη. Έτσι, εκεί κάθισα στον υπολογιστή μου μια βροχερή Κυριακή, σύροντας μοντέλα αμινοξέων με το ποντίκι μου και κάνοντας κλικ στις εντολές όπως "wiggle" και "κούνημα" με την αποφασιστικότητα ενός gamer που διασώζει μια φανταστική πριγκίπισσα.

Το Big Pharma μάλλον δεν θα πρέπει να με μισθώσει ως χημικός πρωτεϊνών, αλλά άλλοι παίκτες του Foldit (υπάρχουν περίπου 350.000) έχουν καθορίσει τη δομή μιας πρωτεάσης ιού πιθήκου, ένα ένζυμο που παίζει βασικό ρόλο στο πιθηκοειδές ισοδύναμο του AIDS και μπορεί να οδηγήσει σε νέα φάρμακα για τον άνθρωπο. Το έκαναν σε λίγες εβδομάδες, κερδίζοντας πιστώσεις συγγραφέων σε μια εφημερίδα του 2011 στο Nature Structural & Molecular Biology . Η πρωτεΐνη, λέει ο Cooper, "είχε πετάξει βιοχημικούς για μια δεκαετία".

Σε ένα παιχνίδι που ονομάζεται EteRNA, μετακόμισα γύρω από τα δομικά στοιχεία του RNA για να δημιουργήσω μόρια που η φύση ποτέ δεν σκέφτηκε και ήταν επιβραβευμένη με γραφικά τροπαίων και φωτεινών ακτίνων. Στο Nanocrafter, προσδέθηκα σκέλη DNA όπως το Legos σε μόρια φαινομενικά ικανά να περπατήσουν, τουλάχιστον όπως κρίνεται από το λογισμικό. Εάν τέτοιες υποθετικές ενώσεις συντέθηκαν σε εργαστήριο και ήταν ικανές να σέρνουν μέσα στο σώμα, θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να παραδώσουν φάρμακα ακριβώς εκεί που χρειάζονται, λέει ο Cooper.

Από τα παιχνίδια που προσπάθησα, το πιο καθαρά χωροταξικό ήταν το EyeWire, το οποίο δημιουργήθηκε από τον νευροεπιστήμονα του MIT Sebastian Seung. Οι EyeWirers έχουν χαρτογραφήσει περισσότερους από 100 νευρώνες στον αμφιβληστροειδή ποντικού και 2.183 από τους παίκτες συνέβαλαν σε ένα φύλλο Nature τον Μάιο, εξηγώντας πώς οι νευρώνες παρακολουθούν την κατεύθυνση της κίνησης στο οπτικό πεδίο.

Παρά την εξάρτηση του παιχνιδιού από την ισχύ του υπολογιστή, το EyeWire ήταν επιτυχημένο για μια διαφορετική λογική-πνευματική δύναμη. Παγιδεύει τις δυνάμεις μας για αναγνώριση προτύπων, χωρική επεξεργασία, διορατικότητα και δημιουργικότητα. Το ίδιο ισχύει και για τα άλλα παιχνίδια επιστημονικής ανακάλυψης που έπαιξα. Αποδεικνύει ότι οι άνθρωποι είναι καλοί στην ανίχνευση όταν ένα μόριο στην επιφάνεια ενός πρωτεϊνικού μοντέλου ανήκει στην πραγματικότητα μέσα σε αυτό, και θα χαλαρώσουμε αποσυναρμολογώντας και ανοικοδομήσουμε την πρωτεΐνη, κάνοντας μια δομή χειρότερη προτού να την βελτιώσουμε.

Αυτή η δοκιμαστική προσέγγιση, αυτή η δοκιμασία και το λάθος, είναι η βάση του παιχνιδιού. Αρχίζοντας όταν μπορούσαμε να κρατήσουμε μια κουδουνίστρα, μάθαμε όλοι να λύσουμε τα προβλήματα παίζοντας μαζί τους. Μόνο τώρα μπορούμε όλοι να παίξουμε και να συμβάλουμε στην επιστήμη.

Πώς οι επιστήμονες χρησιμοποιούν παιχνίδια για να ξεκλειδώσουν τα μυστήρια του σώματος