TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Джанет Иваса: Как анимациите могат да помогнат на учените да тестват своята хипотеза
Filmed:
Readability: 5.1
900,546 views
3D анимациите могат да вдъхнат живот на научните хипотези. Молекулярният биолог (и TED стипендиант) Джанет Иваса ни представя нов, напълно достъпен анимационен софтуер направен специално за учени.
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Вижте тази рисунка.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Можете ли да кажете какво е?
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
Аз съм молекулярен биолог
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
и съм виждала много от този тип рисунки.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
Oбикновено се наричат примерeн модел,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
рисунка, която показва как мислим, че
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
се случва един клетъчен или
молекулярен процес.
молекулярен процес.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Тази конкретна рисунка е на процес
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
наречен клатрин-медиирана ендоцитоза.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
Това е процес при който
молекула може да стигне от
молекула може да стигне от
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
външната среда на клетката вътре в нея,
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
като бива обвита от балонче или мехурче,
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
което бива "погълнато" от клетката.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Има обаче проблем с тази рисунка,
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
и е главно в това какво не показва.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
От много експерименти,
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
от много различни учени,
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
знаем много за това на
какво приличат тези молекули,
какво приличат тези молекули,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
как се движат около клетката,
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
и че това всичко се случва
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
в една невероятно динамична среда.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
Съвместно с експертът
по клатрин Томас Кирххаузен,
по клатрин Томас Кирххаузен,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
решихме да създадем
нов вид примерен модел,
нов вид примерен модел,
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
който показва всичко това.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
Започваме отвън на клетката.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Сега гледаме вътре.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
Клатрин са тези трикракови молекули,
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
които могат да се прегрупират
в подобни на футболна топка форми.
в подобни на футболна топка форми.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
При контакт с мембрана,
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
клатринът е способен
да деформира мембраната
да деформира мембраната
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
и формира нещо като чаша,
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
която формира
нещо като мехурче или везикул,
нещо като мехурче или везикул,
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
който захваща някои от протеините,
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
които са били отвън на клетката.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
Протеините навлизат като
основно отчупват този везикул.
основно отчупват този везикул.
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
отделяйки го от мембраната,
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
и сега клатринът е свършил работата си.
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
и протеините навлизат --
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
оцветили сме ги в жълто и оранжево --
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
и са отговорни за отделянето
на тази клатринена клетка.
на тази клатринена клетка.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
И сега всички тези протеини
могат да бъдат рециклирани
могат да бъдат рециклирани
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
и използвани отново.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Тези процеси са прекалено малки
за да бъдат наблюдавани директно,
за да бъдат наблюдавани директно,
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
дори и с най-добрите микроскопи,
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
анимации като тази
ни предоставят много добър начин
ни предоставят много добър начин
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
за визуализиране на хипотеза.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Ето още една илюстрация,
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
и това е рисунка на това
как един изследовател смята,
как един изследовател смята,
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
че ХИВ вирусът навлиза
и излиза от клетките.
и излиза от клетките.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
И отново, това е обширно опростяване
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
и не успява да ни покаже
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
какво всъщност знаем за тези процеси.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Може би ще се изненадате да разберете,
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
че тези прости рисунки
са единствения начин,
са единствения начин,
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
по който повечето биолози визуализират
техните молекулярни хипотези.
техните молекулярни хипотези.
02:24
Why?
55
132454
1028
Защо?
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Защото да създадеш филми за процесите
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
както мислим, че те наистина се случват
е наистина трудно.
е наистина трудно.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
Прекарах месеци в Холивуд
изучавайки софтуер за ЗD анимация
изучавайки софтуер за ЗD анимация
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
и прекарах месеци върху всяка анимация,
и това е
и това е
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
време, което повечето изследователи
не могат да си позволят.
не могат да си позволят.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Печалбите могат да бъдат огромни обаче.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Молекулярните анимации са несравними
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
в тяхната възможност да предадат
голямо количество информация,
голямо количество информация,
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
да осигурят огромна точност на публиката.
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
В момента работя по нов проект
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
наречен "Науката на ХИВ",
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
където ще анимирам целия жизнен цикъл
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
на ХИВ вируса колкото е възможно по-точно
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
и всичко в молекулярни детайли.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
Анимацията ще включва данни
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
от хиляди изследователи,
събрани през годините,
събрани през годините,
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
данни за това как изглежда вирусът,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
как успява да инфектира
клетките в нашето тяло
клетките в нашето тяло
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
и как лекарствата помагат
да се пребори инфекцията.
да се пребори инфекцията.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
През годините, разбрах, че анимациите
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
не са просто полезни при
представяне на идея
представяне на идея
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
но те са също полезни
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
за изучаване на дадена хипотеза.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
Биолозите като цяло все още
използват молив и хартия
използват молив и хартия
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
за да визуализират процесите,
които изучават.
които изучават.
03:31
and with the data we have now,
that's just not good enough anymore.
that's just not good enough anymore.
81
199374
3480
и с всички данни, с които разполагаме
сега, това вече не е достатъчно добро.
сега, това вече не е достатъчно добро.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
Процесът при създаване на анимация
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
може да бъде катализатор,
който позволява на учените
който позволява на учените
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
да избистрят и подобрят
техните собствени идеи.
техните собствени идеи.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Един от учените, с които работих, който
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
работи върху
молекулярните механизми
молекулярните механизми
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
на невродегенеретивните заболявания,
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
измисли експерименти
които бяха обвързани
които бяха обвързани
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
директно с анимацията върху
която тя и аз работихме заедно.
която тя и аз работихме заедно.
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
Чрез нея може да осъществи обратна
връзка към изследователския процес.
връзка към изследователския процес.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Вярвам, че анимацията може
да промени биологията.
да промени биологията.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
Може да промени начинът по който
комуникираме,
комуникираме,
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
как изучаваме информацията
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
и обучаваме ученицитe си.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Но за да се случи тoва,
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
ни трябват повече изследователи,
които да създават анимации,
които да създават анимации,
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
и за тази цел, събрах екип
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
от биолози, аниматори и програмисти,
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
за да създадат нов, безплатен,
отворен софтуер --
отворен софтуер --
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
нарекохме го Molecular Flipbook --
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
който е създаден конкретно за биолози,
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
само за създаване на анимации.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
От нашите тестове разбрахме,
че са необходими само 15 минути
че са необходими само 15 минути
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
за един биолог, който никога не е
работил с такъв софтуер,
работил с такъв софтуер,
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
да създаде своята първа
молекулярна анимация
молекулярна анимация
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
на своята собствена хипотеза.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
Ние разработваме и
онлайн информационна база,
онлайн информационна база,
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
където всеки може да види,
свали или да допринесе
свали или да допринесе
04:42
their own animations.
109
270233
1616
техните собствени анимации.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
Развълнувани сме да обявим,
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
че бета версията на
молекулярния анимационен
молекулярния анимационен
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
софтуер ще бъде обявена
за сваляне днес.
за сваляне днес.
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
Ще се радваме да видим какво
ще сътворят с него биолозите
ще сътворят с него биолозите
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
и какви нови прозрения
ще могат да получат
ще могат да получат
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
от това да могат да анимират
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
своите собствени примерни модели.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Благодаря ви.
05:02
(Applause)
118
290713
3158
(Аплодисмети)
ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animatorWhy you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
More profile about the speakerJanet Iwasa | Speaker | TED.com