TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Janet Iwasa: Kaip animacija gali padėti mokslininkams tirti naujas hipotezes.
Filmed:
Readability: 5.1
900,546 views
3D vaizdinė animacija gali suteikti mums galimybę pažvelgti iš arčiau į vykstančius biologinius procesus. Viena iš TED grupės narių biologė Janet Iwasa pristato naują atviro kodo programą, sukurtą tik mokslininkams.
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Pežvelkite į šį piešinį.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Ar galite atpažinti, kas tai?
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
Aš esu molekulinės biologijos mokslininkė,
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
jau begalę kartų mačiau
šitokius piešinius.
šitokius piešinius.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
Jie dažniausiai naudojami,
kaip vaizdinės demonstracijos,
kaip vaizdinės demonstracijos,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
paveikslėlis parodo,
kaip mes manome vyksta
kaip mes manome vyksta
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
ląstelinis ar molekulinis procesas.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Šis piešinys vaizduoja,
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
klatrino medijuojamą endocitozę.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
Tai procesas, kurio metu molekulė
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
gali įsigauti į ar iš lastelės,
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
tai vyksta, kai molekulė yra sugauta
burbule ar pūslelėje,
burbule ar pūslelėje,
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
ir taip pasisavinama lastelės.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Dėl tokio perteikimo iškyla problemų,
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
jis negali perteikti visų proceso detalių.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
Per daugybe atliktų eksperimentų,
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
kuriuos atliko įvairiūs mokslininkai,
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
mes įgijome daug informacijos
apie tai, kaip molekulės atrodo,
apie tai, kaip molekulės atrodo,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
kaip jos juda aplink lastelę
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
ir kad visa tai vyksta
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
neįtikėtinai dinamiškoje aplinkoje.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
Taigi bendradarbiaujant kartu su
klatrinų ekspertu Tomas Kirchhausen,
klatrinų ekspertu Tomas Kirchhausen,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
sukūrėme vaizdinę demonstraciją,
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
kuri parodo visą procesą.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
Taigi pradedame
iš ląstelės išorės,
iš ląstelės išorės,
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
dabar jau žvelgiame į jos vidų.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
Klatrinai yra šios trikojės molekulės,
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
kurios sugeba pačios susiburti
į kamuolio išvaizdos formas.
į kamuolio išvaizdos formas.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Per sąsają su membrana,
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
klatrinas sugeba deformuoti membraną
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
ir suformuoti šį dubenėlį,
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
kuris suformuoja šį burbulą ar pūslelę,
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
kuri sugauna kai kuriuos baltymus,
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
kurie buvo ląstelės išorėje.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
Baltymai patenka į vidų
ir atgnybia šias mažas pusleles,
ir atgnybia šias mažas pusleles,
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
atskirdami ją nuo likusios membranos
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
ir taip klatrinas atlieka savo funkciją,
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
baltymai patenka į vidų —
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
jie yra geltonos, bei oranžinės spalvos —
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
jie yra atsakingi už klatrinų
"narvo" išardymą.
"narvo" išardymą.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
Visi šie baltymai
gali būti perdirbti
gali būti perdirbti
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
ir būti naudojami dar kartą.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Šie procesai yra per maži,
jog juos būtų galima stebėti tiesiogiai,
jog juos būtų galima stebėti tiesiogiai,
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
netgi geriausi mikroskopai
to nesugeba.
to nesugeba.
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
Taigi šios animacijos
yra labai geras būdas
yra labai geras būdas
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
hipotezėms suteikti vaizdine formą.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Štai čia dar vienas pavyzdys,
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
tai yra piešinys, kuris vaizduoja,
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
kaip ŽIV virusas patenka į mūsų lasteles.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
Tai pateikta be galo supaprastinta
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
ir negali perteikti
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
to ką mes žinome apie šį procesą.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Jūs tikriausiai nustebintų
jei pasakyčiau,
jei pasakyčiau,
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
jog šie primityvus piešiniai
yra vienintelis būdas
yra vienintelis būdas
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
kuriuo dauguma biologų
gali pavaizduoti savo hipotezes.
gali pavaizduoti savo hipotezes.
02:24
Why?
55
132454
1028
Paklausite kodėl?
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Nes sukurti animaciją
vaizduojanči procesą
vaizduojanči procesą
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
yra labai sunku.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
Keletą mėnesių Holivude mokinausi
naudotis 3D animacijos kurimo programa,
naudotis 3D animacijos kurimo programa,
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
teko preleisti mėnesius
su kiekvienu animacijos įrašu
su kiekvienu animacijos įrašu
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
ir tai laikas
kurio dauguma mokslininkų neturi.
kurio dauguma mokslininkų neturi.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Bet tai teikia didžiulią naudą.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Molekulinė animacija yra neprilygstama,
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
nes ji sugeba perteikti
labai daug informacijos,
labai daug informacijos,
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
didelėms auditorijoms itin tiksliai.
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
Aš dirbu su nauju projektu,
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
pavadintu "Mokslas apie ŽIV",
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
aš kuriu animaciją
kurioje bus iliustruotas
kurioje bus iliustruotas
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
visas ŽIV viruso gyvavimo ciklas,
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
molekulinio lygio tikslumu.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
Animaciją iliustruos
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
per dešimtmečius tūkstančių mokslininkų
kauptą informaciją,
kauptą informaciją,
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
informaciją apie tai,
kaip virusas atrodo,
kaip virusas atrodo,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
kaip jis sugeba užkrėsti ląsteles mūsų kūne
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
ir netgi, kaip terapija
padeda kovoti su infekcija.
padeda kovoti su infekcija.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
Bėgant laikui aš supratau
jog animacija
jog animacija
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
yra naudinga ne tik
informacijos perteikimui,
informacijos perteikimui,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
ji tai pat naudinga
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
tiriant naujas teorijas.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
Biologai vis dar naudoja
popierių ir pieštuką,
popierių ir pieštuką,
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
procesų įsivaizdavimui,
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
tačiau turint tiek daug duomenų
tampa vis sunkiau precesą įsivaizduoti.
tampa vis sunkiau precesą įsivaizduoti.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
Animacijos kūrimo procesas
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
gali padėti mokslininkams
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
išgryninti daugelį turimų įdėjų.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Kartu su kita mokslininke,
kuri dirba su
kuri dirba su
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
neurodegeneratyvinių ligų
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
molekuliniais mechanizmais,
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
mes sugalvojome keletą eksperimentų,
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
kurie buvo susiję
su animacijomis kurias tuo metu kūrėme.
su animacijomis kurias tuo metu kūrėme.
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
Tuo būdų animacijos gali
suteikti naujų įžvalgų tyrimo eigoje.
suteikti naujų įžvalgų tyrimo eigoje.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Aš tikiu, jog animacijos
gali pakeisti biologiją.
gali pakeisti biologiją.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
Tai gali pakeisti būdą kuriuo
dabar bendraujame,
dabar bendraujame,
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
kaip mes tiriame duomenis,
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
ir kaip mokiname kitus.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Bet kad tai nutiktų,
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
mums reikia jog vis daugiau mokslininkų
kurtų animacijas,
kurtų animacijas,
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
ir norėdama tai skatinti,
aš subūriau komandą,
aš subūriau komandą,
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
kuri sudaryta iš biologų,
animacijos kūrėjų, bei programuotuojų,
animacijos kūrėjų, bei programuotuojų,
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
tam, kad sukurtume naują
nemokama ir lengvai prieinama programą,
nemokama ir lengvai prieinama programą,
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
pavadinimu Molekulinė greitaknygė,
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
kuri yra sukurta specialiai biologams,
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
tik tam jog jie galėtų
kurti animaciją.
kurti animaciją.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
Per bandymus paaiškėjo,
jog reikia tik 15 minučių,
jog reikia tik 15 minučių,
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
biologui, kuris nė karto
nesinaudojo šia programa,
nesinaudojo šia programa,
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
sukurti animaciją apie turimą
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
asmeninę hipotezę.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
Mes taip pat kuriame
internetinę duomenų bazę,
internetinę duomenų bazę,
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
kurioje kiekvienas norintis gali
peržiūrėti, parsisiūsti
peržiūrėti, parsisiūsti
04:42
their own animations.
109
270233
1616
ir netgi įkelti savo animacijas.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
Mes su džiaugsmu pranešame,
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
jog bandomąją programos versiją,
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
bus galima parsisiūsti nuo šios dienos.
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
Mes nekantriai laukiame
ką biologai sukurs,
ką biologai sukurs,
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
ir kokių įžvalgų
jie galės pasisemti,
jie galės pasisemti,
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
pagaliau galėdami kurti savo pačių
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
vaizdines demonstracijas.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Ačiū jums.
05:02
(Applause)
118
290713
3158
(Plojimai)
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