TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Janet Iwasa: Como animações podem ajudar cientistas a testar uma hipótese
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Animação 3D pode trazer uma hipótese científica à vida. A bióloga molecular (e bolsista TED) Janet Iwasa apresenta um novo software de código aberto projetado especialmente para cientistas.
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00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Deem uma olhada nesse desenho.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Sabem o que é?
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
Eu sou formada em biologia molecular,
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
e já vi vários desenhos desse tipo.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
Normalmente são considerados modelos,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
um desenho que mostra como pensamos
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
que um processo celular
ou molecular acontece.
ou molecular acontece.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Esse desenho específico é de um processo
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
chamado endocitose mediada por clatrina.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
É um processo através do qual uma molécula
pode passar de fora
para dentro de uma célula,
para dentro de uma célula,
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
sendo capturada numa bolha ou cavidade
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
que por sua vez
é internalizada pela célula.
é internalizada pela célula.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Mas há um problema com este desenho,
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
e ele está principalmente
no que ele omite.
no que ele omite.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
De vários experimentos,
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
de vários cientistas diferentes,
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
nós sabemos muito
sobre a aparência dessas moléculas,
sobre a aparência dessas moléculas,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
como elas se movimentam na célula,
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
e que isso tudo acontece
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
num ambiente incrivelmente dinâmico.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
E em colaboração com um especialista
em clatrina, Tomas Kirchhausen,
em clatrina, Tomas Kirchhausen,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
decidimos criar um novo tipo de modelo
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
que mostraria isso tudo.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
Nós iniciamos por fora da célula.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Agora estamos olhando por dentro.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
As clatrinas são moléculas
de três pernas
de três pernas
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
que podem se auto-organizar
em formato de bola de futebol.
em formato de bola de futebol.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Através de conexões com uma membrana,
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
a clatrina consegue deformar a membrana
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
e formar esse tipo de concha
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
que forma esse tipo de bolha, ou cavidade,
que agora captura algumas das proteínas
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
que estavam fora da célula.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
Agora as proteínas estão praticamente
beliscando essa cavidade,
beliscando essa cavidade,
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
deixando-a separada do resto da membrana,
e agora a clatrina praticamente
acabou sua tarefa.
acabou sua tarefa.
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
As proteínas estão entrando
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
– as cobrimos de amarelo e laranja –
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
e são responsáveis por desmontar
essa gaiola de clatrina.
essa gaiola de clatrina.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
E assim, todas essas proteínas
podem sem recicladas
podem sem recicladas
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
e usadas novamente.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Esses processos são pequenos demais
para serem vistos diretamente.
para serem vistos diretamente.
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
mesmo com os melhores microscópios.
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
Portanto, essas animações oferecem
uma maneira poderosa
uma maneira poderosa
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
de visualizar uma hipótese.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Eis aqui uma outra ilustração,
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
um desenho de como
um pesquisador pode imaginar
um pesquisador pode imaginar
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
que o vírus HIV entra e sai das células.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
E novamente,
esta é uma simplificação exagerada
esta é uma simplificação exagerada
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
e nem começa a mostrar
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
o que realmente sabemos
sobre esses processos.
sobre esses processos.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Vocês talvez ficariam surpresos em saber
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
que esses simples desenhos
são o único jeito
são o único jeito
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
que a maioria dos biólogos visualiza
suas hipóteses moleculares.
suas hipóteses moleculares.
02:24
Why?
55
132454
1028
Por quê?
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Porque fazer filmes de processos
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
como achamos que eles realmente
acontecem é muito difícil.
acontecem é muito difícil.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
Passei meses em Hollywood aprendendo
software de animação 3D,
software de animação 3D,
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
e passei meses em cada animação,
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
e desse tempo a maioria
dos pesquisadores não pode abrir mão.
dos pesquisadores não pode abrir mão.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Mas o retorno pode ser enorme.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Animação molecular não tem paralelo
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
em sua capacidade de passar
uma grande quantidade de informação
uma grande quantidade de informação
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
a grandes públicos, com extrema precisão.
Estou trabalhando em um novo projeto
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
chamado "A Ciência do HIV",
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
onde farei uma animação
de todo o ciclo de vida
de todo o ciclo de vida
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
do vírus HIV com a maior precisão possível
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
e com detalhes a nível molecular.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
A animação apresentará dados
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
de milhares de pesquisadores
coletados por décadas,
coletados por décadas,
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
dados sobre a aparência desse vírus,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
como ele consegue infectar
células no nosso corpo,
células no nosso corpo,
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
e como terapias estão ajudando
a combater infecções.
a combater infecções.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
Durante os anos,
eu descobri que animações
eu descobri que animações
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
não servem somente
para comunicar uma ideia,
para comunicar uma ideia,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
mas são também úteis
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
para explorar uma hipótese.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
Os biólogos, em sua maioria,
ainda usam lápis e papel
ainda usam lápis e papel
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
para visualizar os processos que estudam,
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
e com os dados que temos agora,
isso simplesmente não é bom o bastante.
isso simplesmente não é bom o bastante.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
O processo de criar uma animação
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
pode agir como um catalisador
que permite aos pesquisadores
que permite aos pesquisadores
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
cristalizar e refinar
suas próprias ideias.
suas próprias ideias.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Uma pesquisadora com quem trabalhei,
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
que trabalha
com mecanismos moleculares
com mecanismos moleculares
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
de doenças neurodegenerativas,
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
pensou em experimentos relacionados
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
diretamente com as animações
em que trabalhamos juntas,
em que trabalhamos juntas,
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
e dessa maneira, a animação pode
dar um retorno no processo de pesquisa.
dar um retorno no processo de pesquisa.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Acredito que a animação
possa mudar a biologia.
possa mudar a biologia.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
Pode mudar a maneira como nos comunicamos,
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
como exploramos nossos dados,
e como ensinamos nossos alunos.
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Mas para que essa mudança aconteça,
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
precisamos de mais pesquisadores
criando animações,
criando animações,
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
e para esse objetivo, eu reuni uma equipe
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
de biólogos, animadores e programadores
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
para criar um novo software
livre de código aberto.
livre de código aberto.
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
Nós o chamamos de 'Molecular Flipbook',
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
criado somente para biólogos,
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
para que criem animações moleculares.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
Com nossos testes, descobrimos
que só demora 15 minutos
que só demora 15 minutos
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
para que um biólogo que nunca mexeu
com software de animação antes
com software de animação antes
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
crie sua primeira animação molecular
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
de sua própria hipótese.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
Também estamos criando
um banco de dados online
um banco de dados online
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
onde todos podem ver, baixar e contribuir
04:42
their own animations.
109
270233
1616
com suas próprias animações.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
Estamos muito felizes de anunciar
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
que a versão beta do software
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
de animação molecular
estará disponível para download hoje.
estará disponível para download hoje.
Estamos muito animados para ver
o que os biólogos vão criar com ele
o que os biólogos vão criar com ele
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
e que novas ideias eles poderão atingir
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
sendo finalmente capazes de animar
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
seus próprios modelos.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Obrigada.
(Aplausos)
05:02
(Applause)
118
290713
3158
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