TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Janet Iwasa: Como podem as animações ajudar os cientistas a testar as suas hipóteses
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A animação 3D pode dar vida às hipóteses científicas. Janet Iwasa, bióloga molecular e TED Fellow, apresenta um novo "software" de animação, aberto, desenhado exclusivamente para cientistas.
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00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Reparem neste desenho.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Sabem dizer o que é?
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
Eu sou uma bióloga molecular,
por formação,
por formação,
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
e já vi vários desenhos destes.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
São conhecidos como figuras-modelo,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
um desenho que mostra
como pensamos que ocorre um processo
celular ou molecular.
celular ou molecular.
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Este desenho, em particular,
é de um processo designado
endocitose mediada por clatrina.
endocitose mediada por clatrina.
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
É um processo através do qual
uma molécula
uma molécula
pode passar do exterior
para o interior da célula,
para o interior da 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 por uma bolha ou vesícula
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
que depois é incorporada pela célula.
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
Há, no entanto, um problema
com este desenho,
com este desenho,
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
essencialmente por causa
do que não mostra.
do que não mostra.
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
A partir de várias experiências,
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
de muitos cientistas,
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
sabemos muito quanto ao aspeto
destas moléculas,
destas moléculas,
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
como se movem nas células,
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
e que tudo isto 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
Em colaboração com Tomas Kirchhausen,
um especialista em clatrina,
um especialista em clatrina,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
decidimos criar uma nova
espécie de figura-modelo
espécie de figura-modelo
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
que mostrasse tudo isto.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
Começamos fora da célula.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Agora estamos a olhar para dentro.
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
A clatrina consiste nestas
moléculas de "três pernas"
moléculas de "três pernas"
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
que podem organizar-se em formas
do tipo de bolas de futebol.
do tipo de bolas de futebol.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Através de ligações com uma membrana,
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
a clatrina pode deformá-la
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
e formar esta espécie de taça
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
com este aspeto de bolha ou vesícula,
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
que agora capta algumas das proteínas
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
Surgem proteínas que basicamente
destacam esta vesícula,
destacam esta vesícula,
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
separando-a do resto da membrana.
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
Agora a clatrina concluiu a sua função.
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
Surgem agora proteínas,
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
— colorimo-las de amarelo e laranja —
01:42
that are responsible for taking
apart this clathrin cage.
apart this clathrin cage.
39
90558
2542
responsáveis por separar
esta "gaiola" de clatrina.
esta "gaiola" de clatrina.
01:45
And so all of these proteins
can get basically recycled
can get basically recycled
40
93100
3282
Todas estas proteínas podem ser
basicamente recicladas
basicamente recicladas
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
e usadas várias vezes.
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Estes processos são demasiado pequenos
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
pelo que as animações como esta
possibilitam
possibilitam
um modo poderoso
de visualizar uma hipótese.
de visualizar uma hipótese.
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
Aqui está outra ilustração.
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
Isto é um desenho de como um
investigador poderá pensar
investigador poderá pensar
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
que o vírus VIH entra e sai das células.
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
Isto é uma grande simplificação
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
e já não é suficiente para ilustrar
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
o que realmente sabemos
sobre estes processos.
sobre estes processos.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Poderão ficar surpreendidos
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
ao saber que estes simples
desenhos
desenhos
são a única forma
de a maioria dos biólogos visualizar
de a maioria dos biólogos visualizar
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
as suas hipóteses moleculares.
Porquê?
02:24
Why?
55
132454
1028
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
Porque é difícil criar filmes
dos processos,
dos processos,
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
tal como pensamos
que realmente ocorrem.
que realmente ocorrem.
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
Passei meses em Hollywood a estudar
"software" de animação 3D,
"software" de animação 3D,
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
e gastei meses em cada animação.
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
A maioria dos investigadores
não dispõe desse tempo.
não dispõe desse tempo.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
As vantagens podem,
no entanto, ser grandes.
no entanto, ser grandes.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
As animações moleculares não têm paralelo
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
na sua capacidade de transmitir
muita informação
muita informação
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
a vastas audiências e com grande precisão.
Estou agora a trabalhar num projeto novo
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 VIH"
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
onde farei a animação do ciclo
de vida completo do vírus VIH
de vida completo do vírus VIH
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
de forma tão precisa quanto possível
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
e com detalhe molecular.
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
A animação incluirá dados
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
recolhidos ao longo de décadas
por milhares de investigadores,
por milhares de investigadores,
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
dados sobre o aspeto do vírus,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
de como consegue infetar
as células do nosso corpo
as células do nosso corpo
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
e de como os medicamentos
ajudam a combater a infeção.
ajudam a combater a infeção.
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
Ao longo dos anos, descobri
que as animações
que as animações
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
não são apenas úteis
para comunicar uma ideia,
para comunicar uma ideia,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
mas também são muito úteis
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
para explorar hipóteses.
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
A maior parte dos biólogos
ainda usa lápis e papel
ainda usa lápis e papel
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
para visualizarem os processos
que estudam.
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
Com os dados que temos agora
isso já não é suficiente.
isso já não é suficiente.
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 servir como um catalisador
que permite aos investigadores
cristalizarem e refinarem
cristalizarem e refinarem
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
as suas próprias ideias.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Um investigador com quem trabalhei,
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
que trabalha nos 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
desenvolveu experiências
diretamente relacionadas com a animação
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
em que tínhamos trabalhado.
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
Deste modo, a animação pode trazer
retorno ao processo de investigação.
retorno ao processo de investigação.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Acredito que a animação
pode mudar a biologia.
pode mudar a biologia.
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
Pode mudá-la no modo como
comunicamos entre nós,
comunicamos entre nós,
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
como exploramos os nossos dados,
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
e como ensinamos os nossos alunos.
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Para que essa mudança ocorra,
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
precisamos que mais investigadores
criem animações.
criem animações.
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
Para isso, trouxe aqui uma equipa
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 criarem um "software" novo,
livre e aberto
livre e aberto
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
— chamamos-lhe "Bloco Animado Molecular" —
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
que foi criado apenas para biólogos,
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
para criarem 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
Nos nossos testes verificámos
que bastam 15 minutos
que bastam 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
utilizou "software" de animação,
utilizou "software" de animação,
04:33
to create her first molecular animation
105
261050
2736
possa criar a sua primeira
animação molecular
animação molecular
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
para a sua hipótese.
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
Estamos também a criar
uma base de dados "online"
uma base de dados "online"
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
em que todos podem visualizar,
transferir e contribuir
transferir e contribuir
04:42
their own animations.
109
270233
1616
com as suas próprias animações.
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
É com grande entusiasmo que anunciamos
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
que a versão beta do "kit" de "software"
de animação molecular
de animação molecular
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
estará hoje disponível
para transferência.
para transferência.
Estamos muito entusiasmados para ver
o que os biólogos criarão com ele
o que os biólogos criarão 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 perceções poderão ganhar
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
ao poderem finalmente animar
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
os 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