不僅僅是遊戲:研究人員設計以真實微生物為特色的電子遊戲

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電子遊戲會改變行為嗎? 這個問題可能會成為多年爭論的主題,但研究人員現在已經證明答案是肯定的——至少對於微生物行為而言是這樣。

由斯坦福大學生物工程學教授 Ingmar Riedel-Kruse 領導的一個研究小組開發了幾款真實的電子遊戲,這些遊戲靈感來源於吃豆人、PONG 和其他經典遊戲,並以活體生物為主角。“基本想法,”Riedel-Kruse 解釋說,“是創造玩家能夠在遊戲過程中與活體物質互動的遊戲。”

Riedel-Kruse 很快指出,依賴於真實生物學的遊戲遠非新鮮事物(例如,考慮馬球,他指出馬球可以被認為是“古代生物技術”)。 他的遊戲也不是第一個使用真實生物過程的遊戲。 但肯定沒有人設計出像 PAC-mecium 這樣獨特的遊戲,這是一款受吃豆人啟發的遊戲,以單細胞草履蟲為特色,其運動可由人類玩家控制。


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科學家在閱讀電子遊戲的歷史時產生了這一想法,大約在五十年前,電子技術和計算能力的快速發展推動了電子遊戲的發展。“生物技術目前也正在經歷類似的革命或激動人心的階段,所以我認為既然當時的另一種技術使遊戲成為可能,為什麼這種新技術就不能也使遊戲成為可能呢?” 該專案在本月發表在期刊 Lab on a Chip 上。

PAC-mecium(PAC-草履蟲)

PAC-mecium 利用了一種稱為電流趨性的感覺現象,這種現象導致草履蟲透過朝向陰極方向移動來響應外部電場。 原生動物在裝有兩側電極的流體室中移動,人類玩家可以使用手持控制器施加電場,以引導一群單細胞生物朝期望的方向移動。 網路攝像頭捕捉草履蟲的運動,然後在電腦螢幕上即時顯示。

Riedel-Kruse 的團隊更進一步,在即時影片上疊加了類似遊戲的圖形。 在 PAC-豆的位置是虛擬酵母,目標不是躲避鬼魂,而是引導草履蟲避開虛擬斑馬魚幼蟲。

Ciliaball(纖毛球)

在“Ciliaball”中,目標是讓草履蟲用虛擬足球得分。 Riedel-Kruse 的小組在這個遊戲中使用了與 PAC-mecium 相同的基本設定。

Microbash(微擊球)

在“Microbash”中,靈感來自經典遊戲“Breakout(打磚塊)”,人類玩家試圖引導草履蟲朝向在螢幕上彈跳的虛擬球。 如果草履蟲與球接觸,球將沿接觸的相反方向彈跳。 目標是將球擊入螢幕頂部的磚塊組。 磚塊可以一次敲掉一個,磚塊後面是草履蟲的詳細插圖,一旦所有磚塊都被敲掉,插圖就會完全顯示出來。

POND PONG(池塘乒乓)

除了電場的變化外,草履蟲還會對化學刺激做出反應——這種現象稱為化學趨性——Riedel-Kruse 利用這種現象建立了另一個遊戲平臺。 在這種設定中,人類玩家可以控制從微小針頭釋放化學物質,為類似彈球的遊戲甚至受“PONG(乒乓)”啟發的雙人比賽奠定基礎。

除了以草履蟲為中心的遊戲外,該小組還開發了一款以聚合酶鏈式反應 (PCR) 為特色的博彩遊戲以及一款使用酵母的“嗅覺策略遊戲”。 雖然創造愉快的體驗是目標的一部分,但 Riedel-Kruse 表示,他更大的抱負是找到使遊戲有用的方法,可能是在科學教育的背景下,甚至作為眾包研究專案的工具。“我們目前正在開發更強大的遊戲,我們希望進入學校,或者在網際網路上提供這些遊戲,”他說。 鑑於現代生物技術的能力,“我認為現在是我們做這類事情的成熟時機了。”

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