Как помочь победить рак, ВИЧ и генетические заболевания, играя 5 минут в день
Развитие науки лучше всего описывает следующая концепция: получаемая обществом информация накапливается вокруг известных неопровержимых фактов, законов и аксиом до тех пор, пока не перейдёт в новое качество. Под новым качеством понимается не просто открытие новых закономерностей, а пересмотр существующих знаний на другом уровне. Так было с физикой Ньютона, после — Эйнштейна.
В современной науке происходит то самое массовое накопление информации в виде бесконечного компьютерного моделирования.
Значительная часть таких задач связана с медициной. Для понимания, как на самом деле функционирует человеческий организм на молекулярном уровне, необходимо не только описать уже известные структуры и их взаимодействия, но и перебрать все возможные теоретические взаимодействия молекул. Эти знания способны дать ключ к решению самых серьёзных проблем медицины, таких как лечение генетических и онкологических заболеваний.
Подобные исследования трудоёмки, и для получения значимых результатов просто не хватает специалистов. Но некоторые научные сообщества решили проблему очень изящно, предложив обычным людям без специальной подготовки поучаствовать в процессе исследований, которые способны изменить мир: создать лекарство от смертельного заболевания, подробно описать функционирование организма человека и даже найти способ улучшить ДНК.
Давайте посмотрим, как можно помочь современной науке.
Phylo
Данный сетевой ресурс был создан командой центра биоинформатики Университета Макгилла. Игра представляет собой набор браузерных головоломок, в которых необходимо сочетать между собой разноцветные блоки, двигая их по одной линии. Необходимо получить наибольшее число пар одного цвета и упорядочить квадратики.
Каждый квадратик представляет собой нуклеотид (элемент аминокислоты). Таким образом, результат решения головоломки — это сортировка нуклеотидных последовательностей разных таксонов, а цель создания ресурса — поиск новых алгоритмов изучения элементов ДНК.
Полученные данные обрабатываются университетским центром биоинформатики. В случае, если стратегия игрока оказывается более успешной, чем существующие компьютерные алгоритмы, она применяется для улучшения автоматических средств оптимизации множественного выравнивания последовательностей. Алгоритмы используются для поиска причин возникновения и способов лечения множества заболеваний. В их числе — онкологические болезни, заболевания сердечно-сосудистой системы и многие другие.
Phylo легко запускается на большинстве устройств и во всех основных браузерах (на мобильных платформах может потребоваться запуск полной версии сайта). Требуется регистрация, в ходе которой необходимо ввести адрес электронной почты, имя пользователя и пароль. Доступно несколько языков, в числе которых есть английский, французский и даже русский.
EyeWire
Куда менее игровой и более хардкорный проект, созданный в результате сотрудничества Массачусетского технологического института (MIT) и Института медицинских исследований имени Макса Планка.случайно выбранный трёхмерный снимок сегмента сетчатки. Каждый снимок сопровождается последовательными изображениями срезов, на которых и проходит игровой процесс. Участнику необходимо реконструировать нейрон на срезе кликами мыши или прикосновениями к сенсору.
В случае правильного выбора фрагмента он раскрашивается зелёным. При ошибке — красным. Таким образом в режиме реального времени происходит 3D-реконструкция нейрона. Результаты разных участников сравниваются между собой, на основе чего воссоздаётся наиболее точная модель. После данные обрабатываются командой учёных и добавляются в карту связей (коннектом) между нейронами в сетчатке.
Следующая версия программы предполагает внедрение анализа связей (синапсов) между нейронами.
Проект предназначен для изучения зрения человека на нейронном уровне и поиска ответа на фундаментальный вопрос нейробиологии: как структура нейронных сетей связана с их активностью?
Ввиду наличия трёхмерной графики EyeWire — довольно «тяжёлая» игра. Хотя точно так же, как и предыдущий проект, запускается в любом браузере с поддержкой JavaScript. Крайне рекомендуется использование мыши. Для ведения статистики и учёта личного вклада каждого игрока программа требует регистрации. Зарегистрироваться можно через аккаунт Facebook* на главной странице проекта, дополнительно придумав никнейм (он и будет отображаться во всех рейтингах).
Foldit
Проект был создан командой Вашингтонского университета на базе более ранних разработок в области распределённых вычислений. Игра довольно проста: нужно свернуть предложенную структуру в трёхмерном пространстве наилучшим (наиболее простым) способом. О необходимых условиях стоит почитать в справке.
Есть набор специальных заданий, доступных в течение ограниченного времени, и постоянные головоломки. Игра даёт подробные подсказки о качестве получаемой структуры и о возможности оптимизации её участков. Можно использовать небольшие автоматизированные скрипты, помогающие ускорить игровой процесс в том или ином случае. Кроме работы над белками, можно создавать собственные алгоритмы для автоматизации процесса предсказания на специальном языке скриптов или с помощью графического интерфейса.
Foldit — один из самых старых игровых научных проектов, в этом году ему исполнилось 8 лет. Кроме того, именно эта игра является наиболее успешным проектом в этой области: в 2011 году игроки всего за 10 дней смогли расшифровать структуру кристалла ретровирусной протеазы M-PMV — вируса, вызывающего СПИД у обезьян. Данная проблема ставила учёных в тупик на протяжении 15 лет.
Эта игра предназначена для компьютеров, работающих под управлением настольных операционных систем Windows, Mac и Linux (есть версии для 32- и 64-битных систем). Программа занимает на жёстком диске всего 300 МБ. Необходимо скачать установочный файл, установить дистрибутив, а после запуска дождаться последних обновлений (всё скачивается автоматически). После необходимо зарегистрироваться, используя адрес электронной почты и придумав логин и пароль. В настройках можно выбрать русский язык.
*Деятельность Meta Platforms Inc. и принадлежащих ей социальных сетей Facebook и Instagram запрещена на территории РФ.
