Utnyttja spelarnas kraft för att lösa cancerns mysterier

Utnyttja spelarnas kraft för att lösa cancerns mysterier

Cancer är elakartad. År 2025 förväntas det orsaka mer än 618 000 dödsfall i USA - nästan dubbelt så många som den kombinerade befolkningen i Merced och Modesto. Varje år berörs nästan hälften av denna nation, ung som gammal, av sjukdomen genom en personlig diagnos eller en drabbad älskad.

Jeff Yoshimi gick med i 50% när hans fru Sandy fick veta att hon hade bröstcancer. De sammansmälta cellerna hade spridit sig till några lymfkörtlar.

Bredvid Sandy under en av många övernattningar på sjukhus gick Yoshimi in och ut ur sömnen och reflekterade över idéer från hans yrke och hans passioner: en doktorsexamen. I filosofi studerar du hur människor uppfattar och upplever världen, och den expertis som ingår i att klargöra svåra begrepp genom att visualisera dem på spelliknande sätt.

Hur kunde han, en UC Merced kognitiv vetenskapsprofessor, bekämpa en fruktansvärd sjukdom?

Plötsligt knäppte bitarna ihop i hans huvud. Yoshimi tog tag i sin bärbara dator, gick tvärs över gatan till ett kvällscafé och började skriva. Han visste att cancer kunde botas, men den tar så många former och förändras så ofta att det är otroligt svårt att bekämpa. Men vad händer om den hjärnkraft som finns tillgänglig för cancerforskning har ökat exponentiellt? Tänk om den kraften kom från miljontals hjärnor som älskar att reda ut mysterier, skapa knappar och utplåna skurkar?

Tänk om Yoshimi trodde att vi hade utökat cancerstriden med en serie riktigt bra videospel? Från den första blixten 2013 och över 11 år utökade han idén till en övertygande handlingsplan och lade den i en bok. "Gaming Cancer", publicerad av MIT Press. I den hävdar han att gamifierad medborgarvetenskap, tillsammans med den ökande potentialen för artificiell intelligens, kan bidra till betydande framsteg inom cancerforskning.

Sandy Yoshimi lever och mår bra idag efter att ha uthärdat en ansträngande resa med operation, kemoterapi, strålning och piller. Cancern tog dock inte slut med familjen. Sandy Yoshimis syster dog inte långt efter att Jeff Yoshimi skrev boken. 2023 tog gallvägscancer över Sandys pappas liv.

"Mycket av den här boken skrevs på canceravdelningar och cellgifter", säger Yoshimi i första kapitlet.

Bokens undertitel beskriver målet: "Hur att skapa och spela videospel kan påskynda vetenskaplig upptäckt." Med en luftig skrivstil vägleder Yoshimi läsarna inte bara om hur det kan göras, utan varför det kan görasskallske.

Cancerrelaterade problem är röriga och komplexa, men i vissa fall har de en kärnlogik som kan presenteras i ett spelsammanhang med dess förenklade regler. "

Jeff Yoshimi

Citizen science-spel finns där ute, även om de är i mycket mindre skala än Yoshimi i boken. Ett exempel: "Foldit" gör ett videospel av omstrukturering av proteiner. Resultat från detta "proteinveckningsspel" kan hjälpa forskare att förstå cellulär mutation och skenande replikering av sjuk vävnad. Det kan hjälpa perfekta terapeutiska läkemedel.

Under 2020 spelade cirka 750 000 användare "Foldit". En imponerande siffra, men Yoshimi tänker större. Som "Baldur's Gate" större. "Candy Crush" större.

Yoshimi har praktisk erfarenhet av spelstilsprogram. 2008 skapade han Simbrain, där användare designar neurala nätverk med förenklade bilder. Han använder Simbrain i sina kurser och forskning, och hjälper studenter och kollegor att förstå aspekter av neurovetenskap, psykologi och artificiell intelligens.

I en intervju talade Yoshimi, en UC Merceds grundande fakultetsmedlem som kom ombord 2004, om den kunskap som kan släppas lös genom att skala medborgarvetenskap. Han berättade en historia om att han gick till en restaurang med sin far och såg en pojke vars knä slog som en hammare.

"Min pappa sa," Jag undrar om vi kunde göra en liten generator, fästa den på det här knäet och hålla all denna energi," sa Yoshimi.

"Det fastnade för mig. Människor har dessa utsökt utvecklade hjärnor och vi tycker om att lösa pussel. Det är bra för arten. Så vi har denna enorma reservoar av outnyttjad kraftlösningskraft, denna jordomfattande beräkningsansträngning som används på Grand Theft Auto."

"Tänk om vi avledde några av dem till problem av större oro, som cancer?"

I boken diskuterar Yoshimi "metaspelet" - processen att skapa denna serie kraftfulla, övertygande spel. Han beskriver allt de behöver: crack-programmerare, visionära ledare och djupa finansiärer, samt belöningsstrukturer för användare och smidiga kopplingar mellan spelare och labb. I centrum av det hela föreställer Yoshimi sig Simbody, en spelmotor som simulerar biologiska system från hela kroppen ner till nanoskalan.

Börja med en cancerspaning. Bryt ner problemet tills det finns en uppgift som ett spel skulle kunna ta itu med. Anslut den. Yoshimi sa att sviten, som han kallade "Cancer Wars", kunde använda vilken spelstil som helst: action, äventyr, rollspel, first-person shooter, strategi, sport.

För bara några år sedan slog artificiell intelligens, som Yoshimi har studerat i åratal, turbo med ankomsten av stora språkmodeller som Chatgpt. Plötsligt verkade det som att AI skulle förändra spelet. Varför vända sig till folk för crowdsourcing när LLM:er har biljoner information inklämd i sina kiselhjärnor?

Varför inte göra båda?

Enligt Yoshimi har många av de existerande medborgarvetenskapsspelen AI-element som fungerar hand i hand med spelaren, vilket matchar databehandlingskraften hos de förra med den senares intuitionskraft.

"Vi vill ha mänsklig symbios," sa han. "AI kan göra råa siffror och statistisk generalisering. Människor ser den större bilden, relevansen av en sak till en annan, den kreativa insikten som en maskin har svårare att fånga."

Kom ihåg kapten Picard och data, sa Yoshimi. Luke Skywalker och C3po. Kirk och Spock.

"AI har gjort stora språng, men det är inte vid en punkt där vi trycker på en knapp och Chatgpt tänker på det i en månad och löser problemet", sa han. "De bästa spelen innehåller AI med mänsklig intelligens så mycket som möjligt, så upplevelsen är sömlös."

Yoshimi hoppas att "Gaming Cancer" ger en färdplan för att skala upp videospel i kampen mot cancer. Han tillade att att utrota sjukdomen är ett värdigt mål, men absolut inte det enda. Det finns otaliga viktiga segrar inom räckhåll. Upptäckt och behandlingar för hundratals cancertyper kräver uppmärksamhet. Spel kan främja en förståelse för klinisk forskning och uppmuntra livsstilsval som kan minska risken för cancer.

För det är cancer vi pratar om. Bara hjärtsjukdomar dödar fler amerikaner. Varför inte ta med en legion videospelare in i kampen?

"Det är värt ansträngningen," sa Yoshimi. "Även om du inte träffar månskottet är alla mellanskott värdefulla."

Källor: