編者按：
在科研中存在著大量的機械重複卻具有重要意義的研究工作，雖然這些研究工作大多步驟繁瑣、細節複雜，但是卻不需要相關學科的背景知識，只要稍加熟悉便可快速上手。
在計算機科學突飛猛進的今天，科學家們已經開始嘗試讓計算機去處理這些枯燥乏味的任務。但是令人遺憾的是，即便是在計算機科學相當發達的今天，依然有許多任務無法純粹由計算機完成，仍需要依靠人工，比如微生物分類。
我們已經知道腸道菌群對宿主健康的重要性，同時也意識到微生物的分類存在巨大缺口。但是僅靠科研人員或者藉助計算機似乎都難以完成這項龐大的任務，那麼有沒有什麼好的解決方法呢？如何去尋找數量龐大的“免費”優質勞動力呢？
腸道菌群分類，無主之地來幫忙
《無主之地 3》（Borderlands 3）是一款由 Gearbox Software 開發，2K Games 發行的 RPG 風格的 FPS 射擊遊戲，2019 年正式發佈。遊戲故事情節為秘藏獵人對抗瘋狂的敵人，收集槍械和戰利品，從整個銀河系最殘暴的大反派克裡普索姐弟手中拯救家園。
（編者注：角色扮演遊戲，Role-playing game，簡稱為 RPG，是遊戲類型的一種。在遊戲中，玩家負責扮演這個角色在一個虛構世界中活動。
FPS，First-person Shooting，第一人稱視角射擊遊戲，顧名思義就是以玩家的主觀視角來進行射擊遊戲。玩家們不再像別的遊戲一樣操縱屏幕中的虛擬人物來進行遊戲，而是身臨其境的體驗遊戲帶來的視覺衝擊，大大增強了遊戲的主動性和真實感。）
今年 4 月份，Gearbox Software 聯合加拿大麥吉爾大學、世界上最大的公民科學微生組項目機構 Microsetta Initiative 以及大型線上科學（Massively Multiplayer Online Science，MMOS）組織共同發佈了一款內置在《無地之主 3》中的街機拼圖小遊戲——“無主之地科學”，其目的是幫助科學家繪製人類腸道微生物圖譜。
參與此項遊戲設計的研究人員 Mayim Bialik 表示，我們身體上的細胞有大約一半屬於“外來戶”，只有 43%左右的細胞是由我們機體自身產生的。這些“外來戶”便是生活在我們體內的微生物。
生活在人體中的微生物與我們的健康息息相關，尤其是腸道菌群，不斷有證據表明腸道菌群對心血管、精神疾病、消化系統疾病等諸多疾病類型具有深刻影響。
通常，健康成年人的腸道中大約有 1.5kg 的微生物，種類超過 1000 種以上，細胞數量高達 1014個。這些微生物既有其獨特的 DNA 指紋特徵，又會有一些與其他微生物相似的 DNA 序列，所以要想通過 DNA 區分不同個體無疑是一項艱鉅而龐大的任務。
科學家們嘗試使用計算機來解決這一問題，但是發現結果並不是那麼理想。
Microsetta Initiative 收集了成千上萬份的人體糞便樣本，提取了其中的微生物 DNA 並對其進行了測序。但是在分類組裝這些序列時發現，計算機不但無法完美地整理這些數據，而且還會製造出許多影響後續分析的微小錯誤。
最終，科學家們決定藉助於遊戲來解決這一問題，於是他們找上了《無主之地 3》。
那麼這款內置的小遊戲究竟是如何幫助我們繪製腸道微生物圖譜的呢？
圖. 內置遊戲無主之地科學
無主之地科學
事實上，解決這種複雜任務的“無主之地科學”很簡單易懂，也很容易玩。玩家在抵達遊戲中的基地“3 號避難所”之後可以在避難所裡發現一臺街機，打開街機就能開始幫科學家分析腸道微生物。
你會在屏幕上看到一個像消消樂一樣的遊戲，但是這個遊戲與消消樂略有差別。
在無主之地科學中，網格中的彩色方塊代表了不同的核苷酸，每一列大約有 150 個這樣的彩色方塊。玩家需要通過向上推動的方式，試著將方塊放置於正確的位置，而正確的位置就是讓每一行變成相同的顏色。
當然，你可能無法總是把所有方塊都排列正確，但是沒有關係，在嘗試解謎的過程中，就已經在協助找出現實世界中電腦分析裡的錯誤了。
另外，為了激勵玩家參與其中，完成這個小遊戲還能得到遊戲幣，這些遊戲幣可用於兌換獨特的秘藏獵人頭部和皮膚。並且，每個“無主之地科學”謎題都設有一個目標分數，你需要達到此分數才能繼續下去並獲得解謎獎勵。
不過，達到謎題的目標分數並不代表你必須開始解下個謎題。通常情況下，你仍可以繼續移動可以移動的方塊。但是如果你想要打破坦尼斯（遊戲中的人物）貼出來的高分，併為這個重要的微生物研究貢獻更多的資料，那就趕緊開始探索下個謎題吧！
圖. 《無主之地3》
解密蛋白質，電子遊戲攜手生命科學
很有意思對嗎？但是，這並不是第一款將科研和遊戲結合在一起的遊戲。
2008 年，美國華盛頓大學遊戲科學中心與生物化學系合作開發了一款名為《Foldit》的多人在線遊戲，遊戲試圖利用玩家的解密和創造能力去解開一個個蛋白質的重摺疊結構。
解析人類蛋白質譜的組成，獲取有效的分析結果，僅依靠有限的科研人員和儀器設備無異於大海撈針。對於那些充滿科學思維習慣，具有一定的邏輯推演能力和熱愛探索的玩家來說，證明他們的機會來了。
《Foldit》一上線便受到了追捧，而且遊戲開發者特意引入了競爭比拼體系，玩家的數據會和最先進的電腦解密程序相比對，人腦和電腦將同臺競技。
2010 年上線兩年後，結果顯示，57000 名玩家提交的蛋白質重摺疊方案優於電腦模擬結果。2011 年，一群玩家僅用時 10 天就解析出了一種科學家們耗時 15 年都不曾解開的艾滋病病毒的分子結果。2012 年，《Foldit》的玩家將一種酶進行改造後，使其活性提高了 18 倍。
不論是《無主之地 3》中的內置遊戲還是《Foldit》，它們都有一個共同的名字“公眾科學遊戲”。由於這類遊戲不用具備專業知識背景，普通玩家便可參與，而且可能會取得驚人的科研成果，所以被許多科學領域的專業人士和學者所關注。
圖.《Foldit》
公眾科學遊戲
公眾科學遊戲是指那些沒有門檻，普通人也可參與的科研活動，其歷史可以追溯到上個世紀。考古學、天文學、動植物學等需要大量收集數據資料的分類學科正是在公眾科學遊戲的推動下獲得了長足發展。
隨著互聯網技術的發展，網絡遊戲的傳播與普及，公眾科學遊戲從以往在現實世界中搜集資料改頭換面，轉移到虛擬世界中為科學家們提供海量的信息資料。
電子遊戲雖然是一項娛樂活動，但其本質是融合了各種先進的計算機技術，例如圖形處理、音樂渲染，同時蘊含了人類寶貴的思維，將人類獨有的故事敘述能力變為遊戲主線。
所以，電子遊戲很容易與科學相結合，具體有三種結合方式。
第一種是遊戲元素由科學問題本身設定，把科學問題本身變成遊戲，玩遊戲的過程就是解決科學問題的過程；第二種是遊戲的玩法服從於科學問題，圍繞科學問題開發一款遊戲，玩遊戲相當於模擬科研；第三種則是科學問題和遊戲玩法完全分離。
“聞道有先後，術業有專攻。”想讓科研工作者都自主開發、運營、推廣、維護一款公眾科學遊戲無異於趕鴨子上架，痴人說夢。
因此，大部分由科研工作者設計的公眾科學遊戲設計的畫面一般不夠精美，故事情節單一，整體設計與發行推廣與大部分獨立遊戲比都黯然失色。不過，有人開始幫助科學家們解決這一問題了，也就是前文我們所提到的 MMOS。
科學與遊戲的橋樑：MMOS
為了保持玩家的遊戲動力和熱情，擺脫公眾科學遊戲小眾的局面，融入到遊戲玩家基數大，資金更為充裕的主流遊戲中成為公眾科學遊戲發展的最優解。
於是，一項名為大型線上科學（MMOS）的組織誕生了。其目標就是將科學研究和視頻遊戲無縫鏈接起來，將科學研究完美植入到遊戲中。
他們的專長就是把普通人看不懂，但其實沒什麼技術難度的科研任務圖形化、遊戲化。通過敘事情節與視覺營造的結合為遊戲玩家打通前往科學世界的道路。
從全世界範圍來看，每週遊戲玩家們花在玩遊戲的時間多達數十億個小時。MMOS 坦陳對這些遊戲時間他們相當渴望，哪怕這些時間僅有一小部分可以用於科學活動，貢獻出的數據量也是相當驚人的。
為此他們開發了一套應用程序接口（Application Programming Interface，API），專門用於從植入在電子遊戲中的模擬科研任務中收集數據，不用修改任何遊戲源代碼就能分配任務、追蹤數據並給玩家評分。
MMOS 誕生之初的宗旨便是“用遊戲技術讓世界更美好”。迄今為止，MMOS 完成了 3 億次的分類項目，與 6 位合作伙伴共開發了 4 個項目。而“無主之地科學”則是 MMOS 的最新成果。
遊戲助力科學發展
其實，很多生命科學的研究在初期都有大量重複機械的基礎性工作需要完成，只有完成了這些乏味的工作，才有可能開展後續更加深入的研究。
而這些研究領域自然包括了微生物組研究。只不過，這一次，微生物研究者們不再是孤軍奮戰或者是三人成團，這一次他們找到了一群好幫手。
相信這個遊戲將幫助研究者們對腸道菌群有更進一步的瞭解，而這些瞭解將有助於研究出基於微生物組的創新性疾病治療手段與健康保健策略。
參考資料：
1.https://borderlands.com/zh-TW/news/
2.https://www.youtube.com/watch?v=L_mH6Ak_Ny0&feature=youtu.be
3.https://www.iefans.net/info/v1041765.html
4.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1663558754144237695&wfr=spider&for=pc
5.https://www.videogamer.com/news/borderlands-3-players-are-matching-microbes-to-help-biologists-understand-the-human-gut-microbiome
6.https://www.forbes.com/sites/paultassi/2020/04/07/borderlands-3-is-giving-out-new-loot-if-you-help-them-map-the-human-gut-microbiome-wait-what/#58afc5164b8e
7.https://www.bilibili.com/read/cv1178475#reply1076453568
8.https://foldit.fandom.com/wiki/Foldit_Wiki
作者 | Richard
審校 | 617
