TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Janet Iwasa: Jak animacje mogą pomóc naukowcom weryfikować hipotezy
Filmed:
Readability: 5.1
900,546 views
Animacje trójwymiarowe mogą ożywić hipotezy naukowe. Janet Iwasa, biolog molekularny (i stypendystka TED), przedstawia nowe powszechnie dostępne oprogramowanie do animacji zaprojektowane dla naukowców.
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Zerknijcie na ten rysunek.
Wiecie, co to jest?
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
Z wykształcenia jestem
biologiem molekularnym
biologiem molekularnym
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
i widziałam masę takich obrazków.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
Nazywa się je zwykle modelami,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
rysunkami pokazującymi, jak myślimy
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
o procesie komórkowym, czy molekularnym.
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Ta szczególna ilustracja opisuje proces
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
zwany endocytozą zależną od klatryny.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
Dzięki temu procesowi cząsteczka
może dostać się do wnętrza komórki
może dostać się do wnętrza komórki
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
poprzez otoczenie się bańką
lub pęcherzykiem,
lub pęcherzykiem,
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
pochłanianym potem przez komórkę.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Jest jednak problem z tym rysunkiem,
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
a zwłaszcza z tym, czego on nie pokazuje.
Na podstawie wielu eksperymentów,
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
wielu różnych naukowców,
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
wiemy wiele o tym,
jak te cząsteczki wyglądają,
jak te cząsteczki wyglądają,
jak się przemieszczają wewnątrz komórki,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
i że cały ten proces zachodzi
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
w niezwykle dynamicznym środowisku.
We współpracy z Tomasem Kirchhausenem,
ekspertem od klatryny,
ekspertem od klatryny,
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
zdecydowaliśmy się stworzyć
nowy rodzaj modelu,
nowy rodzaj modelu,
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
który to wszystko pokazuje.
Zaczęliśmy od zewnętrznej strony komórki.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Teraz patrzymy do jej wnętrza.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
Klatryna to cząsteczka mająca trzy odnóża,
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
które mogą samoczynnie przyjmować
kształt piłki nożnej.
kształt piłki nożnej.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Poprzez połączenia z błoną
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
związki te mogą ją deformować
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
i tworzyć rodzaj zagłębień,
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
budujących rodzaj bańki lub pęcherza,
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
wychwytujący niektóre białka
znajdujące się na zewnątrz komórki.
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
Przechodzą teraz białka,
które jakby odczepiają ten pęcherzyk,
które jakby odczepiają ten pęcherzyk,
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
sprawiają, że zostaje oddzielony od błony.
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
Teraz klatryna zakończyła swoją pracę.
Właśnie włączają się białka,
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
zaznaczone tu na żółto i pomarańczowo,
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
które są odpowiedzialne
za rozdzielenie klatryny.
za rozdzielenie klatryny.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
W ten sposób wszystkie te białka
mogą zostać rozłożone,
mogą zostać rozłożone,
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
a później znowu użyte.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Takie procesy są zbyt małe,
żeby móc je zaobserwować
żeby móc je zaobserwować
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
nawet najlepszym mikroskopem.
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
Dlatego animacje są potężnym narzędziem
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
pozwalającym zobrazować hipotezy.
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Tutaj jest kolejna ilustracja.
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
To szkic pokazujący,
jak badacz wyobraża sobie
jak badacz wyobraża sobie
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
wnikanie i wychodzenie
wirusa HIV z komórki.
wirusa HIV z komórki.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
Znowu, jest to zbyt duże uproszczenie,
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
które nawet nie pokazuje,
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
co właściwie wiemy o tym procesie.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Możecie być zaskoczeni,
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
że te proste szkice są jedynym sposobem,
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
w jaki większość biologów może
wizualizować swoje molekularne hipotezy.
wizualizować swoje molekularne hipotezy.
02:24
Why?
55
132454
1028
Dlaczego?
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Ponieważ tworzenie filmu z procesem,
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
jaki sobie wyobrażamy,
jest naprawdę trudne.
jest naprawdę trudne.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
Spędziłam miesiące w Hollywood, ucząc się
obsługi programów do animacji 3D,
obsługi programów do animacji 3D,
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
kolejne miesiące tworząc każdą z animacji.
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
To czas, na który większość biologów
nie może sobie pozwolić.
nie może sobie pozwolić.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Jednak korzyści mogą być olbrzymie.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Molekularne animacje są nieocenione,
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
dzięki możliwości
przekazania wielu informacji
przekazania wielu informacji
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
i ukazania widzom
niesamowitej dokładności.
niesamowitej dokładności.
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
Teraz pracuję nad projektem
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
zatytułowanym "Wiedza o HIV",
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
gdzie będę animować cały cykl życia
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
wirusa HIV, tak dokładnie, jak to możliwe
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
ze wszystkimi molekularnymi detalami.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
Animacja będzie przedstawiać dane
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
zebrane przez tysiące badaczy
podczas dekad pracy.
podczas dekad pracy.
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
Dane o tym, jak wirus wygląda,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
jak może wpływać
na komórki w naszych ciałach,
na komórki w naszych ciałach,
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
jak leczenie pomaga zwalczać infekcję.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
Po tych latach zrozumiałam, że animacje
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
nie tylko przydają się
w przedstawianiu pomysłów,
w przedstawianiu pomysłów,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
ale są również bardzo użyteczne
przy sprawdzaniu hipotez.
przy sprawdzaniu hipotez.
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
Większość biologów
ciągle używa papieru i ołówka,
ciągle używa papieru i ołówka,
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
żeby zobrazować procesy, które studiują.
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
Jednak z danymi, które posiadamy,
to już nie wystarcza.
to już nie wystarcza.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
Proces tworzenia animacji
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
może służyć jako katalizator,
który pozwoli badaczom
sprecyzować i udoskonalić ich pomysły.
sprecyzować i udoskonalić ich pomysły.
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Pracowałam z badaczką, która zajmowała się
mechanizmami molekularnymi
mechanizmami molekularnymi
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
zachodzącymi w chorobach
neurodegeneracyjnych.
neurodegeneracyjnych.
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
Wymyśliła eksperyment
opierający się wyłącznie na animacji,
opierający się wyłącznie na animacji,
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
nad którą wspólnie pracowałyśmy.
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
W taki sposób animacja
wspomaga proces badawczy.
wspomaga proces badawczy.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Wierzę, że animacje mogą zmienić biologię.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
Mogą zmienić sposób,
w jaki się komunikujemy,
w jaki się komunikujemy,
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
jak zgłębiamy dane,
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
jak uczymy studentów.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Jednak zanim nadejdą zmiany,
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
potrzebujemy więcej naukowców
tworzących animacje.
tworzących animacje.
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
Właśnie dlatego zebrałam zespół
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
biologów, animatorów i programistów,
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
żeby stworzyć nowe,
darmowe oprogramowanie.
darmowe oprogramowanie.
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
Nazwaliśmy je "Molecular Flipbook".
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
To program napisany tylko dla biologów,
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
wyłącznie do tworzenia
molekularnych animacji.
molekularnych animacji.
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
Podczas naszych testów sprawdziliśmy,
że wystarczy tylko 15 minut,
że wystarczy tylko 15 minut,
żeby biolog, który nigdy nie korzystał
z oprogramowania do tworzenia animacji,
z oprogramowania do tworzenia animacji,
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
stworzył swoją pierwszą
molekularną animację
molekularną animację
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
dla swoich własnych hipotez.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
Budujemy również internetową bazę danych,
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
gdzie każdy może zobaczyć,
ściągnąć i dodać
ściągnąć i dodać
04:42
their own animations.
109
270233
1616
swoje własne animacje.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
Z przyjemnością ogłaszam, że wersja beta
programu do animacji molekularnej
programu do animacji molekularnej
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
będzie dostępna do ściągnięcia od dzisiaj.
Jesteśmy naprawdę szczęśliwi,
widząc biologów korzystających z programu
widząc biologów korzystających z programu
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
i patrząc, jak dochodzą
do nowych wniosków,
do nowych wniosków,
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
dzięki temu, że wreszcie mogą zobrazować
swój własny model.
swój własny model.
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Dziękuję.
05:02
(Applause)
118
290713
3158
(Brawa)
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