Spieler gehen wo Computer können nicht in ein Protein-Rätsel zu lösen

Eine Online-Spiel namens Foldit ist die Kombination der Intelligenz von Tausenden von Spielern mit der Computerprozessoren, reale Probleme zu lösen, dass weder Bio noch Silizium Gehirn allein lösen können.

Das Spiel besteht aus mehreren Puzzles – 3-d-Grafiken von Proteinstrukturen, die von Spielern, die richtige Form zu erreichen manipuliert werden müssen. Mit jeder Wendung oder die bunten Wappen, die das Protein bilden, erhält der Spieler eine Punktzahl, die "Qualität" der Falte widerspiegelt, oder wie nah die neu gebildete Form, was ist in der Natur erwarten wäre.

Während die meisten von uns, der Computer als Menschen in vielerlei Hinsicht überlegen denken, es stellt sich heraus, dass einige Probleme – zum Beispiel Vorhersage Protein Formen – werden mit Hilfe des menschlichen Gehirns besser gelöst.

Computer suchen die richtige Form, indem man "viele, viele zufällige Bewegungen in rascher Folge," sagte Foldit Coschöpfer Seth Cooper, ein Student an der University of Washington in Seattle.

Da gibt es so viele mögliche Formen für Proteine, sagte "die Chancen des Computers geschieht nach dem Zufallsprinzip auf die richtige Antwort zu stolpern ist ziemlich klein," Cooper. Menschen können "jedoch irgendwie Dinge betrachten und sehen, wie sie zusammenpassen sollten."

Proteine sind Moleküle, die für das Leben von entscheidender Bedeutung sind. Sie dienen als Bausteine für alles von Haare, Fingernägel und erleichtern wichtige chemische Reaktionen, die innerhalb der Zellen stattfinden.

Proteine enthalten wiederum kleinere Bausteine, die Aminosäuren genannt. Mit Blick auf DNA, Wissenschaftler können die Aminosäuren, aus denen sich ein Protein zu bestimmen, aber sie können nicht sagen, wie die Aminosäuren miteinander, das Protein Form zu schaffen, die für seine Funktion lebenswichtig ist.

"Human computing"

Dieses ist, wo Foldit hereinkommt. Wenn das Spiel zu besseren Einblick über die Faltung von Proteinen führen kann, könnte es zu neue Wege zur Bekämpfung von Krankheiten oder sogar Wissenschaftler erlauben, neue Proteine zu entwerfen. [Lesen Sie "Als allgegenwärtig, so dass gesundheitliche Probleme die Hand Videospiele."]

"Zählt die neue Dinge, die wir gerade arbeiten, anstatt Vorhersage die Struktur von Proteinen, die bereits in der Natur existieren, wir sind eigentlich Spieler neue Proteine zu entwerfen, dass... möglicherweise neue und nützliche Arten von Funktionen," Cooper sagte.

Foldit konnte auch zeigen, wie Menschen und Computern zusammenarbeiten können, um komplexe wissenschaftliche Probleme zu lösen. Diese kooperative Prozess, manchmal genannt "menschlichen computing" gefunden Verwendungen in anderen Bereichen und Branchen.

"Gibt es noch eine Reihe von Problemen, die wir nicht rechnerisch lösen oder sind extrem schwer oder unzuverlässig, rechnerisch, zu lösen, sondern dass Menschen geschehen, gut zu sein", sagte Cooper.

Menschlichen computing ist derzeit vor allem für einfache Bild - und Text-basierte Probleme verwendet.

"Aber Foldit ist eines der ersten Beispiele wo wir nehmen dieses wichtige, wissenschaftliche Problem und zeigt, dass dies auch kann auch gelöst werden wenn Sie werfen es in den richtigen Weg durch alle diese Leute da draußen, die Videospiele spielen", sagte Cooper.

Wie zu spielen

Das Spiel ist offen für jeden, der will spielen; keine technischen Kenntnisse sind erforderlich. So es funktioniert: Spieler melden Sie sich bei der Foldit-Website, laden Sie die neuesten Proteinstruktur und dann starten bewegen die Stücke von dem 3-d-Wirbel und Bundles, währenddessen beobachten ihren Score.

Die scoring-Funktion reflektiert bestimmte Regeln, die die Hunderte von Proteinen, die in der Natur zu folgen scheinen. Eine Regel ist, dass die hydrophobe bzw. "Wasser-Hasser" Stück des Proteins im Inneren der Struktur zum Schutz vor dem Wasser in unserem Körper begraben werden muss.

"Die Person mit der höchsten Punktzahl potenziell die Struktur aus allen Spielern, die am nächsten an die tatsächliche Struktur ist, dieses Protein in der Natur gefunden hat,", sagte Cooper.

Die Website ist ähnlich wie bei anderen Online-Gaming-Communities, wo hohe Punktzahlen werden gebucht und die erfahrenen Spieler helfen den Neulingen. Der wesentliche Unterschied ist, dass anstelle des Spiels das Spiel zuliebe, diese Spieler helfen, um reale Probleme zu lösen.

Cooper und seine Kollegen haben festgestellt, dass Menschen mit Hilfe von Algorithmen vom Computer zur Verfügung gestellt, können einige Proteinstrukturen, die State-of-the-Art Berechnungsmethoden konnte nicht vorhersagen.

Die Probleme, dass Menschen besonders gut zu lösen waren, waren diese erfordern ein gewisses Maß an Intuition. Z. B. zusammengeklappt war das hydrophobe Stück in das Innere des Proteins, sinkt in einigen Rätseln die Partitur zunächst wegen einige ungünstigeren Wechselwirkungen zwischen den Atomen. An dieser Stelle wird der Computer diese Linie der Bewegung, aufgeben, während Menschen persistieren und melden uns ein besseres Ergebnis.

"Wir haben nicht bekommen, bis zu dem Punkt wo wir alle Krankheiten geheilt haben oder etwas ähnliches, aber das ist eines der großen Ziele des Projekts" Cooper sagte.

Cooper und seine Kollegen veröffentlichten ihre Ergebnisse in der 5. August-Ausgabe der Zeitschrift Nature.

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