LES JEUX VIDÉO PARLENT DE SANTÉ ET DE HANDICAP :

Partie 3.1 : les jeux vidéo pour la recherche scientifique

---

[La série d’article que vous lisez se découpe en plusieurs parties, en voici le sommaire avec les renvoi vers les articles :
Introduction : le jeu vidéo est un média sérieux
Partie 1 : les jeux grand public
Partie 2 : les jeux d’apprentissage pour les patients
Partie 3 : les jeux vidéo pour la recherche scientifique
3.1 : vous êtes ici
3.2 : Genes in Space
3.3 : VR Institute of Health and Exercise
3.4 : Glyph
Conclusion : le jeu vidéo comme objet à usage multiple]

 

Abordons dans cette partie les jeux vidéo qui aident la recherche et la connaissance scientifique. Il y a deux catégories de jeux de cet ordre idée : en premier lieu, il y a les jeux vidéo qui ont été sujet dans le cas de recherches et d’essais scientifiques, à savoir des jeux qui n’ont pas été pensé comme outil scientifique à la base de leur création mais ont été utilisé par des chercheurs dans une utilisation ultérieure ; en second lieu il y a des jeux vidéo, ou plus globalement des applications numériques, qui ont été élaboré spécialement pour aider une équipe de recherche.

 

 

Nous faisons ainsi une légère distinction avec les recherches présentées dans l’article précédent qui ont montré que des jeux vidéo ont permis à des patients en situation de handicap ou de maladie lourde d’apprendre plus et mieux sur leur situation. A partir de là, des études et observations médicales ont été faites pour évaluer une évolution positive sur l’état de santé et/ou le besoin de suivi médical chez ces patients-joueurs. Mais il n’y a pas que cela, il y a deux types de recherches scientifiques, celles d’un côté qui utilisent le jeu vidéo pour des observations de résultats et d’évolutions, permettant par exemple d’avoir une meilleure connaissance sur la situation de handicap ou maladie des sujets testés face à un jeu vidéo ; puis il y a celles de l’autre côté, qui prennent le jeu vidéo comme un outil valorisant et aidant la recherche fondamentale, autrement dit avec lesquelles le jeu vidéo est un acteur de la recherche, pas un sujet.

 

 

III.1 LES JEUX VIDÉO POUR LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE : LE JEU VIDÉO EN MÉDIA ET OUTIL SÉRIEUX

Ce que nous allons voir dans les 4 articles suivants ce sont le travail du VR Health Excercise et leurs relevés sur l’activité physique des joueurs de jeux VR ; Genes in Space, une application vidéoludique pour aider la recherche contre le cancer du sein ; ou Glyph, application ludique créée par une équipe de l’illustre Institut Max Planck (équivalent du CNRS en France pour l’Allemagne) dans le cadre de recherches sur les langues, l’écriture et le dessin des lettres ; et encore l’application Foldit qui visualise des protéines et permet de créer et modifier ses structures pour analyser les répercussions.

L’idée derrière les présentations de ces quelques exemples qui vont suivre, est bien de montrer l’étendue de possibilité que le « jeu vidéo » a intrinsèquement en lui. Il fut en effet possible de jouer à guider un vaisseau spatial pour trouver un bon trajet à travers l’espace tout en aidant la recherche contre le cancer du sein. Cela ne demandait rien de plus aux joueurs. Venons-en à ces quelques exemples. Nous n’avons pas la prétention de montrer tous les jeux existants, cette liste n’est pas exhaustive.

 

 

• La légende raconte que des joueurs, non chercheurs, non biologistes, non experts, ont trouvé en l’espace de 15 jours ce que des chercheurs parmi les meilleurs au monde n’ont pas réussi en plus de 15 ans. Ceci ayant été fait à l’aide d’une application transformée en jeu vidéo et leur ordinateur. La légende, un peu exagérée, est réelle et le jeu s’appelle Foldit (littéralement « pliez-là« , en parlant de protéines). La partie sérieuse de cette histoire est rapporté dans la prestigieuse revue scientifique Nature : Predicting protein structures with a multiplayer online game, Nature, Août 2010 avec pour auteurs l’ensemble des joueurs qui ont permit la découverte.

 

 

L’origine du projet est la création d’un logiciel, Rosetta@home, en 2005, utilisant la logique du calcul distribué pour aider la recherche sur les protéines. Tous les volontaires qui souhaitaient aider n’avait qu’à simplement l’installer sur leur ordinateur (Windows, Linux et Mac) et Rosetta@home utilisait la puissance de calcul des machines lorsque celles-ci sont pas ou peu mise à contribution. Lorsque Rosetta@home tournait sur l’ordinateur, il y avait possibilité d’afficher à l’écran une visualisation de ce travail de calcul sur les structures des protéines (voir l’image ci-dessus). Quelques utilisateurs se découvrant l’envie de participer de manière active prennent contact avec l’équipe du logiciel, à savoir le chercheur David Baker de l’Université de Washington, et l’envie se concrétise sous la forme d’un jeu. Celui-ci va s’appeler Foldit et il est lancé en 2008. La recherche sur les protéines, outre qu’elle est essentielle pour établir entre autre chose des remèdes contre des maladies et des cancers, se confronte à la masse de données et de possibilités dans la « tridimensionnalité » de ces protéines. En effet, les structures des protéines en 2D sont amplement connue et comprise, cependant les protéines vivent avec le phénomène qu’elles se plient pour atteindre la troisième dimension. La prédiction des pliages dans ces structures de protéines est le cœur de la recherche scientifique car selon son pliage, la protéines va se comporter de façon différente et entre autre chose être bon ou mauvais pour la santé humaine. Quelques explications supplémentaires se retrouvent sur le site de Foldit, à lire ICI (en anglais).

 

 

Ainsi Foldit propose aux joueurs d’imaginer et de tester des pliages pour ensuite laisser au logiciel le soin de calculer et « prédire » le comportement de cette nouvelle protéine, selon quelques modèles connu. Ainsi le côté du logiciel de calcul distribué persiste, le laboratoire de Baker avec le renfort de Zoran Popovic du Center for Games Science de la même université, ont développé on pourrait dire, une sorte d’extension de gameplay. La version beta de Foldit mis en ligne en 2008 a rassemblé 240 000 utilisateurs.

 

 

Petit saut dans le temps pour analyser la réussite et les répercussions de Foldit : en 2016 une équipe de chercheurs a proposé de faire un test sur la capacité et la compétence à concevoir une structure de protéines. Les participants formaient des équipes selon leur profil : des étudiants, des chercheurs expérimentés sur les algorithmes des protéines et des utilisateurs vétérans de Foldit. Le but pour chacun, réaliser la conception de la protéine YPL067C, déterminante dans la maladie d’Alzheimer. Cela vous surprendra-t-il de savoir que ce sont les utilisateurs de Foldit qui ont établi le meilleur résultat ? non… et de savoir que quand ces joueurs ont fait un test préliminaire conçu sur la base d’un devoir de classe pour étudiants de lectines (un type spécifique de protéines), ils ont en fait réalisé une amélioration du modèle de l’exercice ? … si vous voulez en savoir plus, la lecture est ICI (en anglais). Cette étude (nommée « Determining crystal structures through crowdsourcing and coursework » et publiée dans Nature Communications) documente surtout l’intérêt de Foldit pour la recherche scientifique et fait un appel pour que ce genre de projet et initiative se répande plus amplement (dans la partie « discussion » de l’article) :

Nous démontrons ici que les joueurs de Foldit peuvent construire des modèles structurels au moins aussi efficacement que des cristallographes expérimentés et des méthodes automatisées de pointe, ce qui permet une nouvelle stratégie collaborative pour résoudre des structures cristallines de haute précision.

Combiné à la capacité de générer des solutions de remplacement moléculaire dans Foldit, et donc de contourner la nécessité de phases expérimentales dans certains cas, il est désormais potentiellement possible d’obtenir des solutions structurelles complètes à l’aide de Foldit à partir d’un seul ensemble de données cristallographiques. La population dispose d’une formidable réserve de matière grise qui reste largement inexploitée par la communauté scientifique. […]

Le fait que certains modèles Foldit soient de meilleure qualité que ceux créés par des cristallographes expérimentés suggère que les modélisateurs experts pourraient également tirer profit du champ de force Foldit pour le raffinement en espace réel. L’intervention humaine, qu’elle soit le fait de cristallographes ou de joueurs Foldit, est clairement utile, […].

Le processus de construction collaborative utilisé par les joueurs de Foldit pourrait également constituer une stratégie avantageuse pour les cristallographes professionnels, qui pourraient obtenir un effet similaire en demandant à plusieurs membres de leur laboratoire de travailler à tour de rôle à la construction et au raffinement des modèles, ou en soumettant leurs problèmes de raffinement cristallin à Foldit.

À l’avenir, nous espérons que l’analyse approfondie des solutions aux puzzles de densité électronique dans Foldit permettra d’améliorer en permanence les algorithmes de résolution automatisée des structures.

(traduction personnelle)

 

 

Alors, est-ce que vous êtes convaincu par Foldit ? … il est évident que cette histoire passe sous silence une problématiques qu’il est bon de dire : tous les joueurs de Foldit ne sont pas des vétérans de la modélisation, il y a une certaine nuance à avoir sur la qualité des résultats. Mais cela ne remet pas du tout en question les excellents résultats de certains joueurs et l’indéniable utilité des heures de jeux sur Foldit pour la recherche scientifique.

Pour terminer cet exemple, faisons un parallèle de Foldit avec le jeu Borderlands 3 dans lequel a été intégré un mini-jeu de crowdsourcing (ou « externalisation participative », en plus joli « science participative ») pour aider la recherche sur l’analyse de données de masse des microbiomes intestinaux du corps humain : Science Intergalactique. A lire une petite présentation du concept ICI, ou a regarder la vidéo suivante d’un reportage canadien dans les studios des développeurs et l’équipe qui a travaillé dessus (attention, c’est en québécois) :

 

 

Le principe est exactement le même et la contribution pour la recherche est quasiment dans la même spécialité. La grande différence entre Foldit et Science Intergalactique étant que Foldit est une application à part entière qui se consacre à être un outil de le recherche tandis que Science Intergalactique est un mini-jeu intégré à Borderlands 3, un gros jeu à la popularité stratosphérique. L’utilité est la même et ce dans quoi est utile cette science participative est la même chose : assurer un calcul de masse pour trier dans des données là où des calculateurs sur ordinateurs ont un taux d’erreur trop élevé. En revanche, l’utilisation de l’Intelligence Artificielle pour remplacer tout cela est la tendance actuelle.

 

Passons à la suite de cette troisième partie avec un exemple suivant : Genes in Space.