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Des amateurs de jeu vidéo aident à démystifier le microbiome intestinal
Des millions d'adeptes de jeu vidéo se sont transformés, le temps de quelques instants, en scientifiques et ont aidé à mieux comprendre le microbiome intestinal, dans le cadre d'un projet piloté par un chercheur de l'Université McGill.
Le mini-jeu Borderlands Science, qui est similaire au légendaire Tétris, avait été intégré à Borderlands 3, un jeu de tir à la première personne développé par la maison Gearbox.
En regroupant des éléments similaires, les participants à cette initiative de science citoyenne ont contribué à mettre en lumière les rapports évolutionnaires de plus d’un million de types de bactéries vivant dans l’intestin et à affiner considérablement l'estimation des relations entre ces microbes.
«Les joueurs nous ont aidés à améliorer l'analyse de fragments d'ADN de millions de microbes, a expliqué l'auteur en chef de l'étude, le professeur Jérôme Waldispühl de l’École d’informatique de l’Université McGill. On voulait comparer ces fragments pour comprendre l'évolution de la relation entre les espèces.»
Les humains, a-t-on expliqué, ont été en mesure de s’attaquer à des problèmes que même les algorithmes informatiques connus les plus performants n’avaient pas su résoudre.
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Typiquement, a détaillé le professeur Waldispühl, un humain ou une équipe d'humains révisera les résultats générés par l'intelligence artificielle pour corriger les erreurs qui surviennent inévitablement. Mais dans ce cas-ci, la quantité de données à analyser était tellement colossale qu'on a choisi de la découper en fragments qui ont ensuite été présentés aux joueurs sous forme de puzzle.
Les joueurs devaient ensuite rassembler les fragments qui, selon eux, se ressemblaient le plus. Les chercheurs vérifiaient alors si un consensus émergeait parmi les participants quant aux similarités constatées.
«Par exemple, si 80 joueurs sur 100 ont identifié le même motif, pour nous c'est une bonne indication que c'est potentiellement quelque chose d'intéressant», a expliqué le professeur Waldispühl.
En attendant
Borderlands Science a été présenté aux joueurs sous la forme d'une arcade à laquelle ils pouvaient accéder lors d'une pause pendant le jeu, par exemple pendant que leur personnage était soigné ou que leurs amis étaient partis en mission.
Une vidéo de trois minutes animée par l'actrice Mayim Bialik leur indiquait alors qu'ils s'apprêtaient à contribuer à un projet scientifique.
L'actrice explique que les données générées seront offertes à toute la communauté scientifique et que les «recherches pourraient directement déboucher sur un catalogue universel de tous les microbes connus, ce qui pourrait conduire à de nouvelles percées dans les domaines de l'alimentation, de la médecine et de l'exercice physique».
La participation des joueurs leur méritait aussi de la «monnaie» qu'ils pouvaient ensuite dépenser pour améliorer leur personnage.
«Je n'ai pas de données pour valider ça, mais mon feeling est que ça a renforcé l'envie des joueurs de participer (...) parce que le temps passé à jouer allait être utilisé pour faire de bonnes choses», a estimé le professeur Waldispühl.
Les données que cela a permis de récolter représentent «une augmentation exponentielle» par rapport à celles préalablement colligées sur le microbiome, assure-t-on. En une demi-journée, a dit le professeur Waldispühl, les joueurs de Borderlands Science ont recueilli cinq fois plus de données sur les séquences d’ADN microbien que ne l’avaient fait en dix ans les participants à un jeu précédent, Phylo.
Les résultats du projet, a-t-on expliqué par voie de communiqué, «enrichiront considérablement les connaissances du microbiome et permettront d’améliorer les programmes d’intelligence artificielle utilisés dans ce domaine».
L'analyse du microbiome intestinal et de ses liens avec différentes facettes de la santé est un sujet en pleine ébullition dont on commence à peine à percer les secrets. Au cours des dernières années, des chercheurs ont ainsi découvert des associations potentielles entre le microbiome et des troubles aussi divers que la maladie d'Alzheimer, la santé oculaire et différentes maladies inflammatoires.
L’évolution fournit des renseignements précieux sur la fonction des organismes, ont expliqué les chercheurs. En dressant la généalogie des micro-organismes, on peut mieux comprendre le rôle qu’ils jouent dans le corps et l’environnement, disent-ils.
En plus de la collaboration avec Gearbox et Massively Multiplayer Online Science (MMOS), une entreprise d’informatique suisse qui crée des ponts entre la science et les jeux vidéo, le projet a profité de l’expertise et du matériel génomique de la Microsetta Initiative, que dirige Rob Knight, professeur aux départements de pédiatrie, de génie biologique et d’informatique et génie de l’Université de Californie à San Diego.
«Il y a plein de personnes qui n'ont pas fait de sciences parce qu'on leur a dit, quand ils étaient petits, que c'était trop compliqué, a déploré le professeur Waldispühl. Ils ont été séparés de la science.»
Mais parce qu'on va vers eux et qu'on leur présente la science dans ce qu'ils font tous les jours, a-t-il poursuivi, ils ne se mettront pas de barrière mentale à dire que c'est trop compliqué et ils vont se retrouver engagés dans la science sans s'en rendre compte, et ça va créer une émotion chez eux.
«Ils vont se rendre compte que ce n'est pas si compliqué que ça, qu'en fait ça peut être le fun et ils vont aimer ça, a dit le chercheur. J'espère de mon côté, en tout cas, que ça peut aider à rétablir la confiance du grand public envers la science.»
L’idée d’intégrer l’analyse d’ADN dans un jeu vidéo commercial grand public est venue d’Attila Szantner, qui est professeur associé à l’École d’informatique de l’Université McGill et le PDG et cofondateur de MMOS.
Les conclusions de cette étude ont été publiées par le journal scientifique Nature Biotechnology.