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Zeitfragen / Archiv | Beitrag vom 26.01.2017

Online-GameSpielend der Wissenschaft helfen

Von Dirk Asendorpf

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Ein Screenshot aus dem Computerspiel FoldIT. (Center for Game Science at University of Washington)
Ein Screenshot aus dem Computerspiel FoldIT. (Center for Game Science at University of Washington)

US-Wissenschaftler haben mit "FoldIT" ein Computerspiel entworfen, das nicht nur Spaß macht, sondern auch der Erforschung komplexer Moleküle dient. Rund 500.000 User haben so bereits bei der Lösung von Aufgaben geholfen, an denen Mikrobiologen zuvor gescheitert waren.

"Was ein wirklich guter Spieler braucht? Problemlösungskompetenz, eine leichte Sucht, etwas Sturheit und obendrauf ein bisschen Glück. Für mich ist das ein kleines Laster. Und ein Beitrag zu etwas, das echte Bedeutung hat und einen sehr stolz macht."

Der britische Elektrotechniker mit dem Internetnamen Charlie FortsConscience gehört zu den Hundert besten FoldIT-Spielern, seit acht Jahren ist er dabei.

Wie in jedem Online-Game geht es um Geschick, Geschwindigkeit und darum, im Wettbewerb mit anderen Spielern möglichst viele Punkte zu sammeln. Einziger Unterschied zu Battlefield oder Dragon Age: Wer bei FoldIT gut abschneidet, leistet damit gleichzeitig einen wichtigen Beitrag zur Wissenschaft.

FoldIT-Spieler beteiligen sich sowohl an der Bestimmung natürlich vorkommender als auch am Entwerfen neuer Proteine, sagt David Baker. Der Molekularbiologe mit Strubbelhaar, Dreitagebart und Schlabber-Sweatshirt hat sich das Online-Spiel ausgedacht, um die mühselige Arbeit in seinem Fachgebiet voranzubringen: die Erforschung von Aufgaben und Wirkungsweise hunderttausender verschiedener Eiweiße in lebendigen Zellen.

Mit der Maus ein kompaktes Gebilde gestalten

Auf David Bakers Computerbildschirm ist eines der Proteine als wirres Knäuel unterschiedlich dicker bunter Fäden und Röhrchen zu sehen. Mit der Maus muss er die dreidimensionale Figur so umgestalten, dass ein möglichst kompaktes Gebilde daraus entsteht. Auch in der Natur suchen sich die langen Perlenketten aus verschiedenen Aminosäuren stets den kompaktesten und damit stabilsten Zustand. Fachleute sprechen von Proteinfaltung, daher der Name FoldIT.

"Ich bin selber nicht besonders gut. Wahrscheinlich könnte ich hier ziehen. Ja genau, jetzt ist der Faden weg. Und hier baue ich ihn wieder ein. Mit Ton macht es mehr Spaß. Wenn ich hier ziehe, macht es ein Geräusch. Und wenn der Computer dann die Optimierungsrechnung macht, gibt es dieses Geräusch. Das macht Spaß. Und Spaß ist sehr wichtig. Das Spielen muss ja motivieren."

David Baker hat seinen Arbeitsplatz an der University of Washington in Seattle, im äußersten Nordwesten der USA. Doch an der Proteinforschung wird weltweit gearbeitet. Und auch die Spielergemeinschaft, die die Wissenschaftler dabei unterstützt, ist global. 500.000 User aus allen Zeitzonen haben sich registriert, stets sind Hunderte online. Brian Koepnick ist für ihre Betreuung zuständig.

"Wir haben Leute aus allen Lebensbereichen. Auch ihre Motivation ist sehr unterschiedlich. Manche wollen etwas zum wissenschaftlichen Fortschritt beitragen, anderen macht das Spielen einfach nur Spaß, einige lieben den Wettbewerbscharakter und andere sind motiviert, weil sie selber eine seltene Krankheit haben."

Ständig werden neue Aufgaben in das Spiel integriert

Falsch gefaltete Proteine sind ein Zeichen für krankhafte Veränderungen in den Zellen. Um sie zu finden, müssen die Forscher die richtige Faltung kennen, FoldIT hilft ihnen dabei. Die Mitspieler haben bereits zur Entschlüsselung eines bei Affen vorkommenden Virus beigetragen, der dem Aids-Auslöser HIV sehr ähnlich ist. Sie haben molekulare Kristallstrukturen für die Grundlagenforschung analysiert und ein neues Enzym entworfen. Ständig werden neue Aufgaben in das Spiel integriert.

"FoldIT entwickelt sich schnell weiter. Unsere Spieler würden wahrscheinlich sagen: zu schnell. Wir sollten etwas bremsen und ihnen Zeit zum Atmen geben."

Doch Geduld ist nicht die größte Stärke von David Baker und seinem Team. In den Laborräumen biegen sich die Tische unter Papierstapeln. Massenspektrometer piepsen, Pipetten, Gummihandschuhe und Glaskolben sind neben den Computerarbeitsplätzen der Laboranten verstreut.

"Schönes Durcheinander, oder? Akademische Labore sind halt unordentlich. Was wir hier machen? Wir denken uns neue Proteine aus, bauen sie im zusammen und testen dann, ob sie tatsächlich tun, was wir erwarten."

Auch beim Entwerfen neuer Proteine leisten Computer die grobe Vorarbeit, für den Feinschliff sorgen FoldIT-Spieler. Proteinfaltung ist eine äußerst komplexe Angelegenheit, Hochleistungsrechner würden Jahrhunderte brauchen, um das richtige Ergebnis durch das Ausprobieren aller Möglichkeiten zu finden. Denn ihnen fehlt das räumliche Vorstellungsvermögen, das bei uns Menschen im Verlauf der Evolution besonders gut ausgeprägt wurde.

"Menschen können hinsehen und sagen sofort: Aha, da ist ein Loch und hier ist etwas, das hineinpassen würde. So etwas ist sehr schwer für einen Computer. Der arbeitet nur mit eine sehr schnellen Abfolge von Versuch und Irrtum."

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