TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Janet Iwasa: Hoe animaties wetenschappers kunnen helpen om een hypothese te testen
Filmed:
Readability: 5.1
900,546 views
3D-animatie kan wetenschappelijke hypothesen tot leven brengen. Moleculair bioloog (en TED Fellow) Janet Iwasa introduceert nieuwe open-source animatie software die specifiek is ontworpen voor wetenschappers.
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Bekijk deze tekening eens.
Weet je wat ze voorstelt?
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
Ik ben moleculair bioloog
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
en ik ben dit soort tekeningen
vaak tegengekomen.
vaak tegengekomen.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
Meestal noemen we ze een model,
een tekening die laat zien
hoe we denken
hoe we denken
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
dat een cellulair
of moleculair proces plaatsvindt.
of moleculair proces plaatsvindt.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Deze bijzondere tekening
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
stelt clathrin-afhankelijke
endocytose voor.
endocytose voor.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
Het is een proces waarbij een molecuul
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
van buiten de cel naar binnen geraakt
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
door ingevangen te worden
in een blaasje, of vesikel,
in een blaasje, of vesikel,
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
dat vervolgens door de cel
wordt opgenomen.
wordt opgenomen.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Maar er is een probleem
met deze tekening,
met deze tekening,
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
vooral dan door wat ze niet laat zien.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
Door een heleboel experimenten
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
van vele wetenschappers
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
weten we veel
over hoe moleculen eruit zien,
over hoe moleculen eruit zien,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
hoe ze in de cel bewegen,
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
en dat dit allemaal plaatsvindt
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
in een ongelooflijk dynamische omgeving.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
We besloten om samen
met clathrine-expert Tomas Kirchhausen,
met clathrine-expert Tomas Kirchhausen,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
een nieuw soort model te ontwerpen
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
dat dat allemaal liet zien.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
We beginnen buiten de cel.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Nu kijken we naar binnen.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
Clathrines zijn die driepotige moleculen,
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
die zichzelf kunnen samenvoegen
tot voetbalachtige vormen.
tot voetbalachtige vormen.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Door zich te binden aan een membraan
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
kan clathrine het membraan vervormen
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
en een soort kopje vormen
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
waaruit een blaasje,
een vesikel, ontstaat.
een vesikel, ontstaat.
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
Hierin worden wat proteïnen
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
van buiten de cel opgenomen.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
Proteïnen zorgen er nu voor
dat dit blaasje wordt afgeknepen,
dat dit blaasje wordt afgeknepen,
waardoor het zich afscheidt
van de rest van het membraan.
van de rest van het membraan.
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
Dan is clathrine in principe
klaar met zijn werk,
klaar met zijn werk,
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
en nu gaan proteïnen -
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
die gele en oranje dingen hier -
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
die clathrinekooi weer uit elkaar halen.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
Al deze proteïnen kunnen
in principe gerecycleerd
in principe gerecycleerd
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
en opnieuw gebruikt worden.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Deze processen zijn te klein
om rechtstreeks waarneembaar te zijn,
om rechtstreeks waarneembaar te zijn,
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
zelfs niet met de beste microscopen.
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
Animaties als deze zorgen
voor een echt krachtige manier
voor een echt krachtige manier
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
om een hypothese te visualiseren.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Hier nog een ander voorbeeld.
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
Deze tekening geeft weer
hoe een onderzoeker denkt
hoe een onderzoeker denkt
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
dat het HIV-virus
in en uit cellen geraakt.
in en uit cellen geraakt.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
Ook dit is een enorme simplificatie
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
die helemaal niet laat zien
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
wat we eigenlijk weten
over deze processen.
over deze processen.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Misschien verbaast het je te weten
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
dat deze eenvoudige tekeningen
de enige manier zijn
de enige manier zijn
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
waarop de meeste biologen
hun moleculaire hypotheses visualiseren.
hun moleculaire hypotheses visualiseren.
02:24
Why?
55
132454
1028
Waarom?
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Omdat films maken van processen
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
zoals we denken dat ze echt gebeuren,
enorm moeilijk is.
enorm moeilijk is.
Ik ben in Hollywood maanden bezig geweest
met het aanleren van 3D-animatiesoftware.
met het aanleren van 3D-animatiesoftware.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
Elke animatie kost me maanden werk.
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
Zoveel tijd kunnen de meeste
onderzoekers zich niet veroorloven.
onderzoekers zich niet veroorloven.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Maar de winst kan enorm zijn, dat wel.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Moleculaire animaties zijn ongeëvenaard
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
in hun vermogen
om een grote hoeveelheid informatie
om een grote hoeveelheid informatie
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
met uiterste nauwkeurigheid
naar een breed publiek over te brengen.
naar een breed publiek over te brengen.
Ik ben nu bezig met een nieuw project,
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
'De wetenschap van HIV' genaamd,
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
waar ik de gehele levenscyclus
van het HIV-virus
van het HIV-virus
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
zo nauwkeurig mogelijk zal animeren
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
met alle moleculaire details.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
De animatie zal beschikken over gegevens
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
die duizenden onderzoekers
in decennia hebben verzameld.
in decennia hebben verzameld.
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
Gegevens over hoe dit virus eruit ziet,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
hoe het in staat is om cellen
in ons lichaam te infecteren,
in ons lichaam te infecteren,
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
en hoe therapieën helpen
om de infectie te bestrijden.
om de infectie te bestrijden.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
In de loop der jaren
ontdekte ik dat animaties
ontdekte ik dat animaties
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
niet alleen bruikbaar zijn
om een idee te communiceren,
om een idee te communiceren,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
maar ook erg handig zijn
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
om een hypothese te verkennen.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
Biologen visualiseren de processen
die ze bestuderen
die ze bestuderen
meestal nog steeds
met behulp van pen en papier.
met behulp van pen en papier.
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
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
Met de gegevens die we nu hebben,
is dat gewoon niet goed genoeg meer.
is dat gewoon niet goed genoeg meer.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
Het proces van het creëren
van een animatie
van een animatie
kan fungeren als een katalysator
die de onderzoekers toelaat
die de onderzoekers toelaat
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
om hun ideeën te laten kristalliseren
en verfijnen.
en verfijnen.
Een onderzoekster met wie ik werkte
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
en die werkt op moleculaire mechanismen
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
van neurodegeneratieve ziekten,
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
stelde experimenten op
die direct gerelateerd waren
die direct gerelateerd waren
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
aan de animatie waar
zij en ik samen aan werkten.
zij en ik samen aan werkten.
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
Zo kan animatie behulpzaam zijn
bij het onderzoeksproces.
bij het onderzoeksproces.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Ik geloof dat animatie
de biologie kan veranderen.
de biologie kan veranderen.
Het kan impact hebben op hoe we
met elkaar communiceren,
met elkaar communiceren,
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
hoe we onze gegevens onderzoeken
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
en hoe we onze studenten onderwijzen.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Maar daarvoor moeten meer
onderzoekers animaties gaan maken.
onderzoekers animaties gaan maken.
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
Daarvoor bracht ik een team van biologen,
animatoren en programmeurs samen
animatoren en programmeurs samen
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
om nieuwe, gratis
open-source software te creëren.
open-source software te creëren.
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
Het heet 'Molecular Flipbook'.
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
Het dient om biologen
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
moleculaire animaties te laten maken.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
Uit onze tests bleek
dat het maar een kwartier duurt
dat het maar een kwartier duurt
voordat een bioloog die nooit eerder
met animatiesoftware werkte,
met animatiesoftware werkte,
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
een eerste moleculaire animatie
van haar eigen hypothese kon maken.
van haar eigen hypothese kon maken.
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
Wij bouwen ook een online database op,
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
waar iedereen eigen animaties
kan bekijken, downloaden en bijdragen.
kan bekijken, downloaden en bijdragen.
04:42
their own animations.
109
270233
1616
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
We zijn erg blij om aan te kondigen
dat de beta-versie van de
software-toolkit voor moleculaire animatie
software-toolkit voor moleculaire animatie
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
vanaf vandaag voor download
beschikbaar zal zijn.
beschikbaar zal zijn.
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
We kijken enthousiast uit
naar wat biologen ermee gaan maken
naar wat biologen ermee gaan maken
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
en welke nieuwe inzichten
ze gaan verkrijgen
ze gaan verkrijgen
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
door hun eigen modellen te animeren.
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Dank je wel.
05:02
(Applause)
118
290713
3158
(Applaus)
Translated by Els De Keyser
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