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Computerspiele Wissenschaftler nutzen Kreativität von Gamern
Computerspiele helfen, knifflige Probleme zu lösen. So trugen Spieler des Games Fold-it dazu bei, ein Protein des HI-Virus zu entschlüsseln. Diese ausgelagerte Kreativität bringt beachtliche Erfolge, ist aber anfällig für Fehler.
Sven bewegt auf seinem Bildschirm mit der Computermaus blaue und orangene Äste hin und her, dreht und verschiebt sie. Die Äste ragen aus einer Art dreidimensionalem Baumstamm heraus. Bringt Sven die Äste in eine güstige Konstellation, bekommt er Punkte. Mit jedem Level im Spiel Fold-it wird das Gebilde verschlungener. Die baumähnlichen Gebilde symbolisieren Proteinketten. Und in einer günstigen Konstellation befinden die sich, wenn sie ihrem natürlichen Ebenbild möglichst nahe kommen.
100.000 Protein-Bauer
Naturgesetze als Spielregeln
Es gibt positiv und negativ geladene Aminosäuren. Unterschiedlich geladene ziehen sich an, gleichgeladene stoßen sich ab, wie die Pole von Magneten. Und Atome müssen möglichst nahe beeinander stehen, dürfen aber nicht überlappen - sonst droht bei Fold-it Punktverlust.
Der Spieler erreicht dieses Ziel, indem er die Proteine, Eiweißmoleküle aus vielen Aminosäuren, in einen möglichst energiearmen Zustand bringt. Rund 100.000 registrierte Spieler arbeiten sich mittlerweile bei Fold-it an Proteinketten ab. Wo Computer an ihre Grenzen stoßen, kann die menschliche Vorstellungskraft der Naturwissenschaft nützlich sein: wenn es um komplexe dreidimensionale Strtukturen geht. Ein großer Erfolg war die Entschlüsselung eines Oberflächenproteins des HI-Virus. Diese Erkenntnis trug dazu bei, ein Medikament zu entwickeln, das bei seiner Wirkung gegen das Virus gezielt an diesem Protein ansetzt.
Das Prinzip, nach dem das Spiel, das Washingtoner Wissenschaftler 2008 erfunden haben, die Kreativität der Massen nutzt, heißt Crowdsourcing: So wie eine Gruppe von Menschen ihr Wissen und ihre Kreativität dafür einsetzt, zum Beispiel an einem Wikipedia-Artikel zu schreiben oder die Doktorarbeit eines Ministers in einem Wiki zu zerreißen, betreibt sie hier chemische Grundlagenforschung.
Laien als "Citizen Scientists"
Gamification
Spiele wie Fold-it stehen im Kontext eines als Gamification bekannten gesellschaftlichen Phänomens: Von Spielen entlehnte Elemente wie Punkte, Bestenlisten oder virtuelle Trophäen tauchen in einem eigentlich spielfernen Zusammenhang wieder auf. Das auch in Wirtschaftsunternehmen angewandte Konzept soll die Motivation der Menschen zur Bewältigung einer Aufgabe steigern.
Laien, die sich in ihrer Freizeit wie bei Fold-it in den Dienst der Wissenschaft stellen, nennt man Citizen Scientists. Etwa für das SETI-Projekt der Universität Berkeley zur Suche nach außerirdischer Intelligenz stellten Internetnutzer schon vor über zehn Jahren die Rechenleistung ihrer Computer zur Verfügung. Sie wurden zentral mit den neuesten Daten über aus dem Weltraum empfangene Radiowellen versorgt, mit dem Ziel, darin Auffälligkeiten zu finden, die auf außerirdisches Leben als Ursprung der Signale hindeuten. Bei "Serious Games", so der Fachterminus für Spiele, die wie Fold-it nicht nur den Spaß als alleinigen Zweck haben, stellt der Citizen Scientist der Wissenschaft neben Rechenleistung auch seine eigene Kreativität zur Verfügung.
"Es ist nichts so gut wie die menschliche Intuition. Die können Sie nicht nachbauen."
Sven, Fold-it-Spieler
Die Spieler treffen spontane, intuitive Entscheidungen. Sie versuchen unkonventionelle Lösungen und nehmen etwa für späteren Lohn - beziehungsweise Punkte - vorübergehende Einbußen in Kauf. Das sind Qualitäten, die der Mensch dem Computer bislang voraus hat. Diese Kreativität setzen Fold-it-Spieler mittlerweile nicht mehr nur zur Vorhersage unter dem Mikroskop nicht beobachtbarer Proteinstrukturen ein, wie im Fall des HI-Virus. Sie entwerfen auch gänzlich neue, künstliche Prtoteine, "zum Beispiel indem ein Enzym designt wird, das potenter ist, eine chemische Reaktion zu befördern als das Protein mit der ursprünglichen Sequenz", sagt Johannes Söding, Biochemiker an der Münchner Ludwig Maximilians Universität.
So hat man bereits ein neues Protein hergestellt, das eine bestimmte chemische Reraktion 18 Mal schneller ablaufen lässt als das natürliche Pendant. Allerdings sind auch die Fold-it-Ergebnisse nicht unfehlbar. Oft sei es so, dass die vermeintliche Verbesserung einer Proteinstruktur im Spiel durch das Raten tatsächlich zu einer Verschlechterung führt. "Das heißt, man bewegt sich sogar weg von der natürlichen Struktur", sagt Söding. Wie beim empirischen wissenschaftlichen Experiment gehören Fehlgriffe auch bei Fold-it dazu.
