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18 mayo 2023

Juegos y apps que te conectan con la ciencia más pionera

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Los juegos de ciencia ciudadana son una de las mejores vías que tienen los científicos para implicar a la población en sus investigaciones. Tanto para recabar una ingente colección de datos en tiempo récord como para realizar tareas y resolver problemas que exceden la capacidad de los ordenadores y programas actuales. Pero también cuando resultan inviables de afrontar de esta forma debido a que requerirían una ingente inversión de tiempo y/o fondos. Esto obliga a buscar métodos menos convencionales, como la gamificación, que convierte trabajos como la recogida, o el análisis y procesamiento de gran cantidad de datos e información, en lúdicos y adictivos videojuegos y aplicaciones capaces de reclutar a gran cantidad de participantes altamente motivados y comprometidos. 

BBVA-OpenMind-Barral-Juegos de ciencia ciudadana que conectan con la investigacion pionera_1 En 2010, investigadores de la McGill University crearon Phylo, un videojuego que convertía las secuencias de ADN en hileras de fichas de colores en las que detectar inconsistencias y corregirlas. Crédito: McGill University
En 2010, investigadores de la McGill University crearon Phylo, un videojuego que convertía las secuencias de ADN en hileras de fichas de colores en las que detectar inconsistencias y corregirlas. Crédito: McGill University

Phylo: Un juego para avanzar en la secuenciación genómica

La comparación de los genomas de distintas especies es una herramienta fundamental para descifrar el material genético e identificar genes, como aquellos responsables de enfermedades hereditarias. El principal método para efectuar esta comparación es el alineamiento secuencial múltiple. Es decir, alinear las regiones idénticas presentes en secuencias de material genético de distintos individuos u organismos. Sin embargo, los algoritmos diseñados para ello no garantizan una fiabilidad total debido a la complejidad computacional que requiere esta operación, lo que da lugar a la introducción de errores en este alineamiento.

En 2010 investigadores de la McGill University decidieron recurrir a la capacidad computacional de un amplio colectivo de individuos para subsanar este problema. ¿Cómo? Creando Phylo, un videojuego para ordenador que convertía las secuencias de ADN en hileras de fichas de colores en las que los jugadores debían detectar inconsistencias y corregirlas, alineándolas correctamente. Y con ello, sin darse cuenta, detectar errores cometidos por los algoritmos. De hecho, a finales de 2020, el juego había detectado y subsanado más de 1,5 millones de inconsistencias.

Colony B nació con el objetivo de contribuir a desentrañar el microbioma humano y, en concreto, identificar colectivos de individuos con un microbioma similar. Crédito: McGill University

Colony B: Colonias de bacterias que desentrañan el microbioma

El ser humano presenta una extraordinaria capacidad para resolver problemas visuales. Una habilidad innata de la que sacan partido muchos de los juegos de ciencia ciudadana. Es el caso de Colony B, diseñado por los investigadores de la McGill University a rebufo de los exitosos resultados cosechados por Phylo. Lanzado en 2016, el juego nacía con el objetivo de contribuir a desentrañar el microbioma humano y, en concreto, identificar colectivos de individuos con un microbioma similar y así poder establecer una relación con la salud y el estilo de vida. 

Para lograrlo, Colony B convierte el microbioma de cada individuo en una bacteria y el objetivo es identificar cúmulos o agrupaciones de bacterias —que en realidad son grupos de microbiomas similares—que comienzan a formarse en medio de la multitud bacteriana que inunda la pantalla.

BBVA-OpenMind-Barral-Juegos de ciencia ciudadana que conectan con la investigacion pionera_3 Las puntuaciones obtenidas en el juego Sea Hero Quest permiten establecer la evolución de la orientación espacial en función de la edad, sexo y demás condicionantes. Crédito: Deutsche Telekom
Las puntuaciones obtenidas en el juego Sea Hero Quest permiten establecer la evolución de la orientación espacial en función de la edad, sexo y demás condicionantes. Crédito: Deutsche Telekom

Sea Hero Quest:  Una app para controlarlos a todos

Una de las manifestaciones del Alzheimer en sus estadios más tempranos es la desorientación o, para ser más exactos, la pérdida de capacidad de navegación espacial. El problema es que, en la mayoría de las ocasiones, esta pérdida queda enmascarada por el declive natural ocasionado por la edad. ¿Cómo detectarlo a tiempo? La forma óptima es tratar de establecer una línea base que señale la normalidad para, con este marco, poder identificar aquellas desorientaciones que sean anómalas. Con este propósito surgió “Sea Hero Quest”, un adictivo juego de navegación en entornos desconocidos y laberínticos que ha enganchado a millones de jugadores de todo tipo y condición quienes, con sus puntuaciones, van a permitir establecer cómo evoluciona la orientación espacial en función de la edad, sexo y demás condicionantes. Unos datos que ya han permitido extraer las primeras e interesantes conclusiones. Por ejemplo, que el declive comienza a una edad más temprana de lo que se pensaba; que hombres y mujeres siguen estrategias de navegación diferentes o que la gente que vive y se ha criado en entornos rurales se orienta mejor que sus coetáneos residentes en entornos urbanos.

Stall Catchers convierte a los jugadores en rastreadores de posibles obstrucciones en imágenes de cerebros de ratones. Crédito: Stallcatchers.com /CC BY-SA 4.0

Stall Catchers: Jugar para combatir la demencia

La presencia de obstrucciones por acumulación de glóbulos blancos en los capilares sanguíneos que irrigan el cerebro está directamente asociada con la aparición de Alzheimer y otros tipos de demencia. Pero, a día de hoy, no hay ningún algoritmo capaz de realizar la tarea de identificar estas pequeñas obstrucciones de un modo tan eficaz como el ojo humano. Afortunadamente, lo que sí hay es la posibilidad de transformar esta tarea de identificación a partir de imágenes del cerebro en un lúdico reto. Y eso es lo que hace Stall Catchers, una aplicación que convierte a los jugadores en rastreadores de posibles obstrucciones en imágenes de cerebros de ratones. Una información que permite a los científicos determinar cómo la dieta y otros agentes externos afectan a la aparición de estos coágulos y, aún más importante, a testar cuán efectivos son distintos tratamientos a la hora de impedir la aparición de estos bloqueos, lo que permitirá recortar de manera significativa los plazos para que un tratamiento efectivo pueda ser aprobado. 

Turbulence es un juego diseñado para ayudar a los físicos en el estudio y comprensión de la dinámica de fluidos en condiciones extremas. Crédito: Scienceathome.org

Turbulence: cuando el problema más importante de la física clásica es un juego

Aunque la mayor parte de los videojuegos y apps de ciencia ciudadana están orientados a la investigación en el ámbito de la biomedicina; en realidad este recurso puede ser empleado para abordar todo tipo de problema e investigaciones en cualquier disciplina. Una muestra de ello es Turbulence, un juego diseñado para ayudar a los físicos en el estudio y comprensión de la dinámica de fluidos en condiciones extremas y, específicamente, las que propician la formación y la disipación de turbulencias, considerado el problema pendiente de resolver más importante de la física clásica. A su resolución contribuyen los jugadores de Turbulence compitiendo por identificar la aparición de patrones en el centro de la turbulencia, que indican cuándo y dónde aquella comenzará a disiparse.

BBVA-OpenMind-Barral-Juegos de ciencia ciudadana que conectan con la investigacion pionera_6 El reto de la app Glyph es proponer reglas para clasificar las letras de un alfabeto. Crédito: Max Planck Institute of Geoanthropology & PSL Scripta
El reto de la app Glyph es proponer reglas para clasificar las letras de un alfabeto. Crédito: Max Planck Institute of Geoanthropology & PSL Scripta

Glyph: Un juego de letras poco convencional

Glyph es un ejemplo de juego de ciencia ciudadana que parte de un planteamiento diferente como es que, en ocasiones, hay cuestiones que no se pueden abordar de una forma convencional, sino que requieren de un enfoque diferente y creativo. Por ejemplo, el estudio de los alfabetos del mundo a partir de la forma de sus letras. En este caso, lo que se buscó fue crear una app específica, dirigida a menos personas, pero que estuviesen realmente interesadas y motivadas por el proyecto. El reto: proponer reglas para clasificar las letras de un alfabeto (por ejemplo: todas incluyen una línea diagonal). Unas reglas a las que los investigadores podrían luego acudir para el estudio de cómo los alfabetos han evolucionado y cómo su diseño afecta a aspectos clave como nuestra capacidad de comprensión y aprendizaje, o a cómo nuestro cerebro procesa los mensajes escritos.

En el juego NeMO-Net, los participantes tienen que dibujar distintos tipos de corales y organismos presentes en el fondo oceánico. Crédito: NASA

NeMO-Net: Cómo entrenar a una IA

En otras ocasiones el principal objetivo de los juegos de ciencia ciudadana es aprovechar algunas de las capacidades innatas del ser humano para entrenar a un algoritmo o un programa de inteligencia artificial para la ejecución de una tarea. Eso es lo que persigue NeMO-Net, un juego en el que los participantes tienen que dibujar distintos tipos de corales y organismos presentes en el fondo oceánico. Una información que sirve para entrenar a un programa de la NASA diseñado para clasificar corales a partir de (borrosas) imágenes tomadas por satélites. 

Miguel Barral

@migbarral 

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