TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Τζάνετ Αϊόσα: Πώς οι ψηφιακές κινούμενες απεικονίσεις μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες στον έλεγχο υποθέσεων
Filmed:
Readability: 5.1
900,546 views
Η τρισδιάστατη κινούμενη απεικόνιση μπορεί να δώσει ζωή στις επιστημονικές υποθέσεις. Η μοριακός βιολόγος (και υπότροφος του TED) Τζάνετ Αϊόσα παρουσιάζει ένα καινούργιο πρόγραμμα κινούμενης απεικόνισης ανοιχτού κώδικα, σχεδιασμένο αποκλειστικά για επιστήμονες.
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Ρίξτε μια ματιά σε αυτό το σκίτσο.
Μπορείτε να καταλάβετε τι δείχνει;
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
Είμαι καταρτισμένη μοριακή βιολόγος,
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
και έχω δει πλήθος τέτοιες εικόνες.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
Αποκαλούνται συνήθως πρότυπα είδωλα,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
εικόνες που δείχνουν πώς σκεφτόμαστε
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
την εξέλιξη μιας κυτταρικής
ή μοριακής διαδικασίας.
ή μοριακής διαδικασίας.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Η συγκεκριμένη εικόνα
είναι από μια διαδικασία
είναι από μια διαδικασία
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
που ονομάζεται
ενδοκύττωση μέσω κλαθρίνης.
ενδοκύττωση μέσω κλαθρίνης.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
Είναι διαδικασία κατά την οποία
ένα μόριο εισέρχεται
ένα μόριο εισέρχεται
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
από τον εξωκυττάριο χώρο
στον ενδοκυττάριο,
στον ενδοκυττάριο,
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
αφού δεσμευθεί σε μια φυσαλίδα
ή ένα κυστίδιο,
ή ένα κυστίδιο,
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
το οποίο στη συνέχεια
απορροφάται από το κύτταρο.
απορροφάται από το κύτταρο.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Όμως υπάρχει ένα πρόβλημα
μ' αυτή την εικόνα
μ' αυτή την εικόνα
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
κι αυτό είναι κυρίως
το τι δεν μας δείχνει.
το τι δεν μας δείχνει.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
Από πολλά πειράματα,
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
από πολλούς διαφορετικούς επιστήμονες,
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
γνωρίζουμε πολλά
για το πώς μοιάζουν αυτά τα μόρια,
για το πώς μοιάζουν αυτά τα μόρια,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
πώς κινούνται μέσα στο κύτταρο,
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
και ότι όλα αυτά συμβαίνουν
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
σε ένα εξαιρετικά δυναμικό περιβάλλον.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
Οπότε σε συνεργασία με τον
Τόμας Κιχάουζεν, ειδικό στις κλαθρίνες,
Τόμας Κιχάουζεν, ειδικό στις κλαθρίνες,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
αποφασίσαμε να φτιάξουμε
ένα νέο πρότυπο μοντέλο
ένα νέο πρότυπο μοντέλο
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
το οποίο θα παρουσίαζε όλα αυτά.
Έτσι ξεκινήσαμε εξωτερικά του κυττάρου.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Τώρα κοιτάμε εσωτερικά.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
Η κλαθρίνη είναι τρισκέλιον
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
που μπορεί να αυτοσυναρμολογείται
σε σχήματα μπάλας ποδοσφαίρου.
σε σχήματα μπάλας ποδοσφαίρου.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Μέσω συνδέσεων με μια μεμβράνη,
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
η κλαθρίνη μπορεί
να παραμορφώσει τη μεμβράνη
να παραμορφώσει τη μεμβράνη
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
και να σχηματίσει κάτι σαν κύπελο
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
σαν μια φούσκα, ή κυστίδιο,
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
που τώρα δεσμεύει ορισμένες πρωτεΐνες
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
που βρίσκονταν έξω από το κύτταρο.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
Η έλευση των πρωτεϊνών τώρα
βασικά συμπιέζει το κυστίδιο,
βασικά συμπιέζει το κυστίδιο,
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
διαχωρίζοντάς το από το υπόλοιπο
της μεμβράνης,
της μεμβράνης,
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
και πλέον η κλαθρίνη ολοκλήρωσε
την αποστολή της,
την αποστολή της,
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
και τώρα μπαίνουν οι πρωτεΐνες
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
-με χρώμα κίτρινο και πορτοκαλί-
που ευθύνονται για την αποσυναρμολόγηση
του κλωβού κλαθρίνης.
του κλωβού κλαθρίνης.
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
Έτσι όλες αυτές οι πρωτεΐνες
μπορούν βασικά να ανακυκλωθούν
μπορούν βασικά να ανακυκλωθούν
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
και να ξαναχρησιμοποιηθούν.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Είναι διαδικασίες υπερβολικά μικρές
για να παρατηρηθούν
για να παρατηρηθούν
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
ακόμα και με τα καλύτερα μικροσκόπια,
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
έτσι τέτοιες κινούμενες απεικονίσεις
προσφέρουν έναν δυναμικό τρόπο
οπτικοποίησης μιας υπόθεσης.
οπτικοποίησης μιας υπόθεσης.
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Εδώ ακόμα μία εικονογράφηση,
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
και είναι μια εικόνα για το πώς
πιθανότατα σκέφτεται ο ερευνητής
πιθανότατα σκέφτεται ο ερευνητής
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
την είσοδο και έξοδο του ιού HIV
στα κύτταρα.
στα κύτταρα.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
Και πάλι είναι τεράστια υπεραπλούστευση
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
και ούτε καν αρχίζει να δείχνει
όσα πραγματικά γνωρίζουμε
γι' αυτές τις διαδικασίες.
γι' αυτές τις διαδικασίες.
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Μπορεί να εκπλαγείτε μαθαίνοντας
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
πως αυτές οι απλές εικόνες
είναι ο μόνος τρόπος
είναι ο μόνος τρόπος
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
που οι περισσότεροι βιολόγοι απεικονίζουν
τις μοριακές τους υποθέσεις.
τις μοριακές τους υποθέσεις.
02:24
Why?
55
132454
1028
Γιατί;
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Γιατί είναι πολύ δύσκολη
η δημιουργία μιας ταινίας
η δημιουργία μιας ταινίας
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
για υποτιθέμενη εκτέλεση διαδικασίας.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
Πέρασα μήνες στο Χόλιγουντ μαθαίνοντας
λογισμικά τρισδιάστατης κίνησης
λογισμικά τρισδιάστατης κίνησης
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
και πολλούς μήνες σε κάθε ταινία,
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
και οι περισσότεροι ερευνητές
δεν διαθέτουν τόσο χρόνο.
δεν διαθέτουν τόσο χρόνο.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Τα αποτελέσματα όμως
μπορεί να είναι αξιόλογα.
μπορεί να είναι αξιόλογα.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Η κινούμενη εικόνα σχετικά με μόρια
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
είναι μοναδική
στην απόδοση πλήθους πληροφοριών
στην απόδοση πλήθους πληροφοριών
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
σε μεγάλα ακροατήρια
με τεράστια λεπτομέρεια.
με τεράστια λεπτομέρεια.
Τώρα εργάζομαι σε ένα νέο πρόγραμμα
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
που λέγεται «Η Επιστήμη του HIV»
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
όπου θα δείξω με κινούμενες εικόνες
ολόκληρο τον κύκλο του ιού HIV
ολόκληρο τον κύκλο του ιού HIV
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
όσο το δυνατόν ακριβέστερα
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
και όλα με μοριακή λεπτομέρεια.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
Θα παρουσιάζονται δεδομένα
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
που συλλέχθηκαν για δεκαετίες
από χιλιάδες ερευνητές,
από χιλιάδες ερευνητές,
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
δεδομένα για την εμφάνιση του ιού,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
του πώς προσβάλλει τα σωματικά μας κύτταρα
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
και το πώς οι θεραπείες βοηθούν
στην καταπολέμηση της μόλυνσης.
στην καταπολέμηση της μόλυνσης.
Με τα χρόνια ανακάλυψα
ότι η κινούμενη εικόνα
ότι η κινούμενη εικόνα
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
δεν χρησιμεύει
μόνο στη μετάδοση μιας ιδέας,
μόνο στη μετάδοση μιας ιδέας,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
αλλά είναι ιδιαίτερα χρήσιμη
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
στη διερεύνηση μιας θεωρίας.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
Κατά κανόνα οι βιολόγοι
ακόμα χρησιμοποιούν χαρτί και μολύβι
ακόμα χρησιμοποιούν χαρτί και μολύβι
για να απεικονίσουν τις διαδικασίες
που μελετούν,
που μελετούν,
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
και με τα δεδομένα που τώρα διαθέτουμε,
αυτό δεν επαρκεί πλέον.
αυτό δεν επαρκεί πλέον.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
Η διαδικασία δημιουργίας μιας ταινίας
με κινούμενη εικόνα
με κινούμενη εικόνα
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
βοηθάει σημαντικά τους ερευνητές
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
στη διευκρίνιση και τελειοποίηση
των ιδεών τους.
των ιδεών τους.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Μια ερευνήτρια που συνεργαστήκαμε,
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
που μελετούσε τους μοριακούς μηχανισμούς
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
των νευροεκφυλιστικών νόσων,
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
επινόησε πειράματα που σχετίζονταν άμεσα
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
με την ταινία κινούμενης εικόνας
που δουλέψαμε μαζί,
που δουλέψαμε μαζί,
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
κι έτσι η ταινία μπορεί να ανατροφοδοτεί
την ερευνητική διεργασία.
την ερευνητική διεργασία.
Νομίζω ότι η κινούμενη εικόνα
μπορεί να αλλάξει τη βιολογία.
μπορεί να αλλάξει τη βιολογία.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
και τον τρόπο που επικοινωνούμε,
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
που διερευνούμε τα δεδομένα μας,
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
που διδάσκουμε τους μαθητές μας.
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Αλλά γι' αυτή την αλλαγή
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
χρειάζονται περισσότεροι ερευνητές
να κάνουν κινούμενες εικόνες,
να κάνουν κινούμενες εικόνες,
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
και με αυτόν τον σκοπό,
δημιούργησα μια ομάδα
δημιούργησα μια ομάδα
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
βιολόγων, τεχνικών κινούμενης εικόνας,
και προγραμματιστών,
και προγραμματιστών,
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
που θα φτιάξουν ένα δωρεάν
νέο λογισμικό ανοικτού κώδικα
νέο λογισμικό ανοικτού κώδικα
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
-το λέμε Μοριακό Φυλλοσκόπιο-
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
που φτιάχτηκε μόνο για βιολόγους
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
που θέλουν να φτιάξουν
μοριακές απεικονίσεις.
μοριακές απεικονίσεις.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
Από τις δοκιμές βρήκαμε
ότι χρειάζεται μόνο 15 λεπτά
ότι χρειάζεται μόνο 15 λεπτά
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
για έναν βιολόγο που δεν έχει ξαναδεί
λογισμικό κινούμενης εικόνας
λογισμικό κινούμενης εικόνας
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
ώστε να δημιουργήσει
την πρώτη μοριακή απεικόνιση
την πρώτη μοριακή απεικόνιση
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
της δικής της θεωρίας.
Επίσης φτιάχνουμε
μια διαδικτυακή βάση δεδομένων
μια διαδικτυακή βάση δεδομένων
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
όπου καθένας θα μπορεί να δει,
να κατεβάσει ή να ανεβάσει
να κατεβάσει ή να ανεβάσει
04:42
their own animations.
109
270233
1616
τις δικές του κινούμενες εικόνες.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
Χαιρόμαστε ιδιαίτερα που ανακοινώνουμε
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
ότι η δοκιμαστική έκδοση του λογισμικού
κατασκευής μοριακής κινούμενης εικόνας
κατασκευής μοριακής κινούμενης εικόνας
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
είναι διαθέσιμη για μεταφόρτωση σήμερα.
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
Θα χαρούμε πολύ να δούμε
τις δημιουργίες των βιολόγων
τις δημιουργίες των βιολόγων
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
και με ποιους νέους τρόπους θα επωφεληθούν
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
από την ικανότητα
να απεικονίζουν με κίνηση
να απεικονίζουν με κίνηση
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
τα δικά τους πρότυπα είδωλα.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Σας ευχαριστώ.
(Χειροκρότημα)
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