用游戏辅助做科研,居然能行并且效果不错
本文内容来源“天美妙妙屋”
「由玩家创造出来的蛋白质 , 绝不逊色于任何科学家的科研成果 。 」
——《自然》杂志
对于肆虐全球的新冠病毒 , 目前还没有从根源上解决问题的办法 , 尽管不成熟的疫苗一定程度上可以减少患病几率 , 但物理性防护现在仍然是最靠谱的手段 。 当全世界都在为了抗疫研究忙得焦头烂额时 , 华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所的一帮学者 , 却选择把希望押宝在一款名叫《Foldit》的游戏上 。
也许你会本能的觉得 , 这可能又是哪个资本家想出的花式骗局 。 毕竟硅谷才刚刚结束一桩医疗科技公司的诈骗巨案 , 被很多人追捧为「下一个乔布斯」的伊丽莎白·霍尔姆斯(ElizabethHolmes) , 因虚假包装完全不存在的血液检测技术 , 最终面临4项罪名和20年监禁 。
但翻看过去的履历 , 你会发现《Foldit》的制作者们有所不同 , 他们是真有两把刷子——通过游戏 , 不仅在2011年帮助重构了梅森-菲舍猴病毒逆转录酶的晶体结构 , 让一个卡住了15年的问题在10天内得到解决;而且在2019年的《自然》杂志上 , 一篇名为「由普通科学家设计的蛋白质」(Denovoproteindesignbycitizenscientists)的论文提到 , 这帮人测试了146种蛋白质 , 其中有56种结构稳定的 , 都来自《Foldit》玩家的游戏结果 。
可以把《Foldit》看成是医学界的《俄罗斯方块》
说得这么玄乎 , 其实《Foldit》的玩法很简单 。 游戏会给出一组解谜关卡 , 每关提供一些蛋白质组件的3D模型 , 让人们通过旋转、拉伸、变形来搭建一个可能存在的蛋白质 , 然后根据算法给分 。 这个过程是有一定趣味性存在的 , 因为分越高意味着蛋白质的结构越正确 , 在科研贡献的排行榜上就越靠前 , 以此鼓励玩家们想出各种稀奇古怪的方案 。
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《Foldit》贡献榜
此外这款游戏免费开放给公众 , 理论上不具备生物学知识的人也能顺利上手 , 参与《自然》杂志论文编写的学者认为:「由玩家创造出来的蛋白质 , 绝不逊色于任何科学家的科研成果 。 」
《Foldit》对抗新冠病毒的秘密 , 涉及到近一年来新增的游戏内容 。
例如 , 其中有一关叫做「1805b:冠状病毒棘刺蛋白粘结剂设计」(1805b:CoronavirusSpikeProteinBinderDesign) , 展示了人体蛋白和新冠病毒蛋白的结合状态 。 玩家需要做的 , 就是搭建出一种更容易和新冠病毒蛋白结合的「防御蛋白」 , 从而阻断病毒和人体的交互 。
这些防御蛋白的结构如同粘住病毒的胶水 , 恰恰可以帮助学者们制作药物 。 早在去年4月 , 官方便从玩家结果中选出了99种蛋白设计 , 试着在现实中还原 , 目前还在持续研究中 。
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游戏中新冠病毒蛋白和人体蛋白的结合
这种将工作先分配给很多参与者 , 再合成为最终结果的模式 , 我们一般称为「众包」(Crowdsourcing) 。 之所以科学家们不完全把工作交给算法来做 , 是因为计算机在处理需要依靠直觉执行的模糊任务时 , 能力远不如人脑 , 手工反而效率更高 。
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如果用一张图来解释众包
像《Foldit》一样通过游戏来进行众包的并不是个例 , 因为只要内容设计得好玩 , 大把玩家都愿意免费打工 , 这可比硬生生掏钱给乙方重复劳作高明多了 。
《星战前夜》(EVEOnline)里也有名为「探索计划」(ProjectDiscovery)的众包项目 , 开发商CCP在2020年时启动了第三阶段计划 , 意图通过玩家手动处理的数据 , 来研究新冠病毒如何影响免疫系统 , 如何改变细胞的大小、形状以及其它方面 。
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