TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
ژانت ایواسا: چگونه پویانمایی می تواند به دانشمندان در آزمودن فرضیاتشان کمک کند
Filmed:
Readability: 5.1
900,546 views
انیمیشن سه بعدی می تواند به فرضیات علمی جان ببخشد. ژانت ایواسا، زیست شناس مولکولی (و همکار TED)، یک نرم افزار انیمیشن متن باز جدید را معرفی می کند که فقط برای دانشمندان طراحی شده است.
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
به این نقاشی نگاه کنید.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
می تونید بگید چیه؟
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
من دانش آموخته زیست شناسی مولکولی هستم،
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
و یه عالمه از این نقاشی ها دیده ام.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
معمولاً به اینها میگویند تصویر شماتیک،
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
یه نقاشی که نشان میده چه برداشتی
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
از یه فرآیند سلولی یا مولکولی داریم.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
این نقاشی خاص مربوط به فرآیندی
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
به نام درون‌رانی (اندوسیتوز) با واسطه کلاترین است.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
از طریق این فرآیند یک مولکول میتونه
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
از خارج سلول به داخل سلول بره
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
به این طریق که توسط یک حبابچه یا ریزکیسه (وزیکول) گرفته شده
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
و بعد توسط سلول به داخل کشیده میشه.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
البته این نقاشی یک مشکل داره،
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
و بیشتر آن چیزی است که نمی توان نشان داد.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
آزمایش های زیادی
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
توسط دانشمندان مختلف انجام شده،
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
که در نتیجه آنها ما اطلاعات زیادی درباره شکل این مولکولها،
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
نحوه حرکت آنها در اطراف سلول،
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
و این نکته داریم که همه این اتفاقات
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
در یک محیط فوق العاده پویا رخ میدهد.
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
من با همکاری توماس کرچ هاوزن، متخصص زیست شناسی سلولی،
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
تصمیم گرفتیم تصویر شماتیک جدیدی از کلاترین درست کنیم
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
که همه این چیزها را نشان دهد.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
پس، از خارج سلول شروع می کنیم.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
حالا به داخل نگاه می کنیم.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
کلاترین ها مولکولهای سه پایه هستند
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
که خودشان با هم ترکیب شده به شکل توپ فوتبال در می آیند.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
کلاترین با اتصال به غشا،
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
شکل غشا را تغییر میده
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
و آن را به شکل فنجانی در میاره
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
که یک حبابچه یا وزیکول را تشکیل میدهد،
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
که برخی پروتئین ها را
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
که خارج سلول بودند به دام می اندازد.
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
حالا پروتئین هایی می آیند که این وزیکول را به طور کامل سوا کرده،
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
از بقیه غشا جدا می کنند،
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
و حالا کلاترین کار خود را به طور کامل انجام داده،
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
و در نتیجه اکنون پروتئین هایی به داخل می آیند--
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
آنها را با رنگ زرد و نارنجی پوشانده ایم--
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
که مسئول جدا کردن اجزای این قفس کلاترین هستند.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
و به این ترتیب همه این پروتئین ها به طور کامل قابل بازیافت
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
و استفاده مجدد هستند.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
این فرآیندها بیش از آن کوچک هستند که با دید مستقیم،
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
و حتی با بهترین میکروسکوپها مشاهده شوند،
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
در نتیجه انیمیشن هایی مانند این، روش بسیار خوبی
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
برای نشان دادن یک فرضیه هستند.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
این هم یک تصویر دیگر
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
و در این شکل یک محقق میتونه تصور کنه
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
ویروس اچ آی وی به داخل یا خارج سلولها میره.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
و دوباره، این شکل به شدت ساده شده
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
و چیزهایی را که در واقع
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
درباره این فرآیندها می دانیم از اول شروع نمی کنه.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
ممکنه تعجب کنید
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
که این شکلهای ساده تنها راهی هستند
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
که بیشتر زیست شناس ها می تونن
فرضیه های مولکولی خود را نشان دهند.
فرضیه های مولکولی خود را نشان دهند.
02:24
Why?
55
132454
1028
چرا؟
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
چون خلق فیلم از فرآیندها
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
آن طور که فکر می کنیم واقعاً اتفاق می افتند، خیلی سخته.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
چند ماه در هالیوود مشغول یادگیری
نرم افزار پویانمایی (انیمیشن) سه بعدی بودم،
نرم افزار پویانمایی (انیمیشن) سه بعدی بودم،
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
و روی هر انیمیشن چند ماه کار کردم،
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
و بیشتر محققین برای این طور کارها وقت ندارند.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
در حالی که حاصل این کار می تونه قابل توجه باشه.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
انیمیشن مولکولی از نظر
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
توانایی نشان دادن حجم زیادی از اطلاعات
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
با دقت بالا و برای طیف وسیعی از مخاطبین، بی نظیر است.
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
و در حال حاضر روی پروژه جدیدی
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
به نام "دانش اچ آی وی" کار می کنم
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
که کل چرخه زندگی
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
اچ آی وی را با بیشترین دقت ممکن
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
و با همه جزئیات مولکولی آن به شکل انیمیشن خواهم ساخت.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
این انیمیشن شامل داده های
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
هزاران پژوهشگر است که طی دهه ها جمع آوری شده،
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
داده هایی درباره شکل این ویروس،
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
نحوه آلوده ساختن سلول های بدن ما،
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
و نحوه اثر داروها در مقابل عفونت.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
طی سالها، دریافتم که انیمیشن
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
تنها به درد تبادل اطلاعات نمی خورد،
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
بلکه در واقع برای
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
تحلیل یک فرضیه هم خوب است.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
زیست شناسان اکثرا برای تصور فرآیندهای مورد
مطالعه
مطالعه
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
بیشتر از قلم و کاغذ استفاده می کنند،
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
و در حال حاضر این روش پاسخگوی حجم بالای داده های ما نیست.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
فرآیند خلق یک انیمیشن
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
می تونه مثل یک کاتالیزور عمل کنه که به محققین اجازه میده
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
ایده های خود را شفاف و ملموس کنند.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
همکار پژوهشگر من
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
که روی مکانیسمهای مولکولی
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
بیماریهای تحلیل برنده اعصاب کار می کنه
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
آزمایشهایی در ارتباط مستقیم با
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
یک انیمیشن انجام می داد که با هم روی آن کار کرده بودیم،
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
و به این ترتیب، انیمیشن می تونه به فرآیند تحقیق کمک کنه.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
من معتقدم انیمیشن می تونه زیست شناسی را متحول کنه.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
می تونه نحوه ارتباط ما با یکدیگر،
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
نحوه تحلیل داده ها
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
و نحوه آموزش دانشجویان ما را تغییر بده.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
ولی برای چنین تغییری،
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
لازم است محققین بیشتری انیمیشن بسازند،
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
و من به این منظور، تیمی تشکیل دادم
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
از چند زیست شناس، انیماتور و برنامه نویس
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
تا یک نرم افزار متن باز (با کدهای قابل تغییر)
جدید و رایگان درست کنیم--
جدید و رایگان درست کنیم--
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
نام آن فلیپ بوک مولکولی است--
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
که فقط برای زیست شناسان طراحی شده
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
فقط برای خلق انیمیشن مولکولی.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
آزمایش ما نشان داده فقط 15 دقیقه زمان می برد
04:29
for a biologist who has never
touched animation software before
touched animation software before
104
257782
3268
تا یک زیست شناس که قبلاً به هیچ نرم افزار انیمیشنی دست نزده
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
اولین انیمیشن مولکولی خود را
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
درباره فرضیه خود درست کند.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
ما همچنین در حال ایجاد پایگاه داده آنلاینی هستیم
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
که هر کس می تونه انیمیشن
04:42
their own animations.
109
270233
1616
ببینه، دانلود و یا آپلود کند.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
برای ما واقعاً هیجان انگیزه که اعلام کنیم
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
نسخه بتای نرم افزار انیمیشن مولکولی
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
امروز برای دانلود آماده می شه.
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
مشاهده آنچه زیست شناسان با آن خلق می کنند
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
و بینش تازه ای که دست آورد اون هست واقعاً هیجان انگیزه.
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
از اینکه بالاخره قادر به ساختن انیمیشنی
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
از شکل های شماتیک خود هستند.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
متشکرم.
05:02
(Applause)
118
290713
3158
(تشویق حاضرین)
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