Algoritmo de videogame desvenda mistérios das células cerebrais

A indústria de games têm se mostrado promissora em muitas áreas nos últimos anos, principalmente no que se diz respeito a tecnologias inovadoras. Mas algo que muitos jamais pensariam, é que ela pudesse ajudar a desvendar os mistérios das células cerebrais. Pesquisadores da Universidade de Queensland usaram um algoritmo de um videogame para obter informações sobre o comportamento de moléculas dentro de células cerebrais vivas o resultado foi publicado no site Neuroscience News.

Eles adaptaram o algoritmo rápido e preciso usado para rastrear balas em jogos de combate para uso em microscopia de super-resolução. A abordagem inovadora permite que os cientistas observem como as moléculas se agrupam para desempenhar funções específicas no espaço e no tempo dentro das células cerebrais. Os dados obtidos podem lançar luz sobre a interrupção das funções moleculares durante o envelhecimento e a doença.

Principais Fatos:

Os pesquisadores utilizaram um algoritmo de videogame, otimizado para rastrear balas em jogos de combate, para analisar os movimentos e comportamentos de moléculas dentro de células cerebrais vivas.
Essa tecnologia permite que os cientistas observem em detalhes como e quando as moléculas se agrupam dentro das células cerebrais para desempenhar funções específicas – uma tarefa anteriormente inalcançável com a tecnologia existente.
A equipe está atualmente aplicando essa tecnologia para estudar proteínas essenciais para a comunicação dentro das células cerebrais, potencialmente acelerando as descobertas científicas em neurociência.

Como isso aconteceu?

O Dr. Tristan Wallis e o Professor Frederic Meunier, do Instituto do Cérebro de Queensland da UQ, tiveram a ideia enquanto estavam em lockdown durante a pandemia de COVID-19. “Os videogames de combate usam um algoritmo muito rápido para rastrear a trajetória das balas, para garantir que o alvo correto seja atingido no campo de batalha no momento certo”, disse Wallis. “A tecnologia foi otimizada para ser altamente precisa, para que a experiência pareça o mais realista possível.

“Pensamos que um algoritmo semelhante poderia ser usado para analisar moléculas rastreadas que se movem dentro de uma célula cerebral.” Até agora, a tecnologia só era capaz de detectar e analisar moléculas no espaço, e não como elas se comportam no espaço e no tempo.

“Os cientistas usam microscopia de super-resolução para examinar células cerebrais vivas e registrar como minúsculas moléculas dentro delas se agrupam para desempenhar funções específicas”, disse Wallis.

“As proteínas individuais saltam e se movem em um ambiente aparentemente caótico, mas quando você observa essas moléculas no espaço e no tempo, você começa a ver ordem dentro do caos. Foi uma ideia empolgante – e deu certo.”

Como ela foi construída

Wallis usou ferramentas de codificação para construir um algoritmo que agora é usado por vários laboratórios para coletar dados ricos sobre a atividade das células cerebrais. “Em vez de rastrear balas para os bandidos em videogames, aplicamos o algoritmo para observar moléculas se agrupando – quais, quando, onde, por quanto tempo e com que frequência”, disse Wallis.

Resultados mais do que satisfatórios

“Isso nos dá novas informações sobre como as moléculas desempenham funções críticas dentro das células cerebrais e como essas funções podem ser interrompidas durante o envelhecimento e a doença.” O professor Meunier disse que o impacto potencial da abordagem foi exponencial.

“Nossa equipe já está usando a tecnologia para reunir evidências valiosas sobre proteínas como a sintaxina-1A, essencial para a comunicação dentro das células cerebrais”, disse o professor Meunier.

“Outros pesquisadores também estão aplicando em diferentes questões de pesquisa. E estamos colaborando com matemáticos e estatísticos da UQ para expandir como usamos essa tecnologia para acelerar as descobertas científicas.”

O professor Meunier disse que foi gratificante ver o efeito de uma ideia simples. “Usamos nossa criatividade para resolver um desafio de pesquisa mesclando dois mundos de alta tecnologia não relacionados, videogames e microscopia de super-resolução”, disse ele.

“Isso nos levou a uma nova fronteira na neurociência.”