TED2014
Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis
Janet Iwasa: Ako môžu vedci pomocou animácií otestovať hypotézu
Filmed:
Readability: 5.1
900,546 views
Vďaka 3D animáciám môžu vedecké hypotézy priam ožiť. Molekulárna biologička (a spolupracovníčka TED-u) Janet Iwasa predstavuje nový animačný softvér s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý je určený len pre vedcov.
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Take a look at this drawing.
0
710
1869
Pozrite sa na tento obrázok.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Viete, čo znázorňuje?
Vyštudovala som molekulárnu biológiu
00:16
I'm a molecular biologist by training,
2
4183
2747
00:18
and I've seen a lot of these kinds of drawings.
3
6930
2603
a takýchto obrázkov som videla veľa.
00:21
They're usually referred to as a model figure,
4
9533
3092
Ide o modelové obrázky,
ktoré zobrazujú naše predstavy o tom,
00:24
a drawing that shows how we think
5
12625
1734
ako prebiehajú bunkové
a molekulárne procesy.
a molekulárne procesy.
00:26
a cellular or molecular process occurs.
6
14359
2664
00:29
This particular drawing is of a process
7
17023
2499
Na tomto obrázku vidíte proces
00:31
called clathrin-mediated endocytosis.
8
19522
4323
klatrínom sprostredkovanej endocytózy.
00:35
It's a process by which a molecule can get
9
23845
2610
Počas tohto procesu sa molekula
dostane dovnútra bunky
dostane dovnútra bunky
00:38
from the outside of the cell to the inside
10
26455
2238
prostredníctvom bubliny alebo vezikuly,
00:40
by getting captured in a bubble or a vesicle
11
28693
2537
00:43
that then gets internalized by the cell.
12
31230
2820
ktorú potom bunka internalizuje.
Problém s obrázkom je v tom,
00:46
There's a problem with this drawing, though,
13
34050
1835
00:47
and it's mainly in what it doesn't show.
14
35885
2632
čo na ňom nevidíte.
Experimenty veľkého množstva vedcov
nám poskytli vedomosti
nám poskytli vedomosti
00:50
From lots of experiments,
15
38517
1465
00:51
from lots of different scientists,
16
39982
1835
00:53
we know a lot about what these molecules look like,
17
41817
2996
o vzhľade týchto molekúl,
o ich pohybe v bunkách
00:56
how they move around in the cell,
18
44813
1682
a o tom, že sa tento proces odohráva
00:58
and that this is all taking place
19
46495
1825
01:00
in an incredibly dynamic environment.
20
48320
2990
v neskutočne dynamickom prostredí.
V spolupráci s expertom na klatrín,
Tomasom Kirchhausenom,
Tomasom Kirchhausenom,
01:03
So in collaboration with a clathrin
expert Tomas Kirchhausen,
expert Tomas Kirchhausen,
21
51310
3473
sme sa rozhodli vytvoriť model,
01:06
we decided to create a new kind of model figure
22
54783
2319
ktorý by ukázal celý proces.
01:09
that showed all of that.
23
57102
2024
Začneme mimo bunky.
01:11
So we start outside of the cell.
24
59126
1736
Teraz sme v jej vnútri.
01:12
Now we're looking inside.
25
60862
1648
Klatrín sú tie molekuly s 3 hrotmi,
01:14
Clathrin are these three-legged molecules
26
62510
2080
ktoré vytvárajú niečo,
01:16
that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.
27
64590
3288
čo sa podobá futbalovej lopte.
01:19
Through connections with a membrane,
28
67878
1697
Klatrín splynie s membránou,
01:21
clathrin is able to deform the membrane
29
69575
2167
deformuje ju a vytvorí akýsi vačok,
01:23
and form this sort of a cup
30
71742
1413
z ktorého vznikne vezikula
01:25
that forms this sort of a bubble, or a vesicle,
31
73155
2307
a tá zachytáva proteíny mimo bunky.
01:27
that's now capturing some of the proteins
32
75462
1784
01:29
that were outside of the cell.
33
77246
1654
Tieto proteíny spôsobia,
01:30
Proteins are coming in now that
basically pinch off this vesicle,
basically pinch off this vesicle,
34
78900
3498
že sa vezikula uvoľní
01:34
making it separate from the rest of the membrane,
35
82398
2584
a oddelí od zvyšku membrány.
Klatrín už splnil svoju úlohu
01:36
and now clathrin is basically done with its job,
36
84982
2392
a nové proteíny,
01:39
and so proteins are coming in now —
37
87374
1238
01:40
we've covered them yellow and orange —
38
88612
1946
tie žlté a oranžové,
spôsobia rozpad klatrínového obalu.
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
Takto dochádza k recyklácii proteínov
a k ich opätovnému použitiu.
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
01:49
These processes are too small to be seen directly,
42
97918
3409
Tieto procesy nemôžeme vidieť priamo,
dokonca ani s najlepším mikroskopom,
01:53
even with the best microscopes,
43
101327
1832
01:55
so animations like this provide a really powerful way
44
103159
2631
a preto sú animácie veľmi účinný spôsob,
01:57
of visualizing a hypothesis.
45
105790
3018
ako môžeme znázorniť hypotézu.
Na tomto obrázku vidíte,
02:00
Here's another illustration,
46
108808
1846
ako si výskumníci predstavujú proces,
02:02
and this is a drawing of how a researcher might think
47
110654
2736
02:05
that the HIV virus gets into and out of cells.
48
113390
3505
pomocou ktorého sa vírus HIV
dostáva do buniek a z nich.
dostáva do buniek a z nich.
Obrázok je znovu veľmi zjednodušený
02:08
And again, this is a vast oversimplification
49
116895
2519
02:11
and doesn't begin to show
50
119414
1744
a nie je to ani zlomok toho,
02:13
what we actually know about these processes.
51
121158
2482
čo naozaj vieme o týchto procesoch.
02:15
You might be surprised to know
52
123640
2215
Možno vás prekvapí, keď vám poviem,
02:17
that these simple drawings are the only way
53
125855
2767
že väčšina biológov používa
na znázornenie hypotéz
na znázornenie hypotéz
02:20
that most biologists visualize
their molecular hypotheses.
their molecular hypotheses.
54
128622
3832
práve takéto jednoduché obrázky.
02:24
Why?
55
132454
1028
Prečo?
Pretože je skutočne náročné
vytvoriť animáciu o tom,
vytvoriť animáciu o tom,
02:25
Because creating movies of processes
56
133482
1990
02:27
as we think they actually occur is really hard.
57
135472
3014
ako prebieha určitý proces.
Trvalo mi mesiace,
02:30
I spent months in Hollywood
learning 3D animation software,
learning 3D animation software,
58
138486
3633
kým som sa naučila
ovládať 3D animačný softvér.
ovládať 3D animačný softvér.
02:34
and I spend months on each animation,
59
142119
2281
Vytvoriť 1 animáciu tiež trvá mesiace
02:36
and that's just time that most
researchers can't afford.
researchers can't afford.
60
144400
3350
a väčšina výskumníkov
jednoducho nemá toľko času.
jednoducho nemá toľko času.
02:39
The payoffs can be huge, though.
61
147750
2200
Výhody sú však nesporné.
02:41
Molecular animations are unparalleled
62
149950
2384
Ide o jedinečný spôsob,
ako širokému publiku
veľmi presne sprostredkovať
veľmi presne sprostredkovať
02:44
in their ability to convey a great deal of information
63
152334
3441
02:47
to broad audiences with extreme accuracy.
64
155775
3592
veľké množstvo informácií.
Teraz pracujem na projekte Veda HIV
02:51
And I'm working on a new project now
65
159367
1503
02:52
called "The Science of HIV"
66
160870
1438
02:54
where I'll be animating the entire life cycle
67
162308
2362
a snažím sa vytvoriť
čo najpresnejšiu animáciu
čo najpresnejšiu animáciu
02:56
of the HIV virus as accurately as possible
68
164670
3104
životného cyklu vírusu HIV
so všetkými detailami.
so všetkými detailami.
02:59
and all in molecular detail.
69
167774
1961
Animácia bude obsahovať údaje,
03:01
The animation will feature data
70
169735
2151
ktoré tisíce výskumníkov
zbierali celé desaťročia.
zbierali celé desaťročia.
03:03
from thousands of researchers
collected over decades,
collected over decades,
71
171886
2976
03:06
data on what this virus looks like,
72
174862
3080
Ide o údaje o tom, ako vírus vyzerá,
03:09
how it's able to infect cells in our body,
73
177942
3088
ako infikuje bunky v tele
a ako terapeutiká pomáhajú
v boji proti infekcii.
v boji proti infekcii.
03:13
and how therapeutics are
helping to combat infection.
helping to combat infection.
74
181030
3972
03:17
Over the years, I found that animations
75
185002
2329
Animácie sa teda dajú využiť
03:19
aren't just useful for communicating an idea,
76
187331
2819
nielen na odovzdávanie informácií,
03:22
but they're also really useful
77
190150
1496
ale aj pri skúmaní hypotézy.
03:23
for exploring a hypothesis.
78
191646
2312
Biológovia väčšinou ešte stále
používajú ceruzku a papier,
používajú ceruzku a papier,
03:25
Biologists for the most part are
still using a paper and pencil
still using a paper and pencil
79
193958
3194
03:29
to visualize the processes they study,
80
197152
2222
aby znázornili procesy, ktoré študujú,
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
čo pri dnešných údajoch
jednoducho nestačí.
jednoducho nestačí.
03:34
The process of creating an animation
82
202854
2416
Animovanie môže byť aj katalyzátor,
03:37
can act as a catalyst that allows researchers
83
205270
2657
ktorý umožní výskumníkom,
03:39
to crystalize and refine their own ideas.
84
207927
2951
aby si ujasnili vlastné nápady.
03:42
One researcher I worked with
85
210878
1784
Pracovala som s výskumníčkou skúmajúcou
03:44
who works on the molecular mechanisms
86
212662
1776
molekulárny mechanizmus
neurodegeneratívnych ochorení
neurodegeneratívnych ochorení
03:46
of neurodegenerative diseases
87
214438
1784
a animácia, na ktorej sme pracovali,
03:48
came up with experiments that were related
88
216222
1978
03:50
directly to the animation that
she and I worked on together,
she and I worked on together,
89
218200
2983
ju inšpirovala k novým experimentom.
Týmto spôsobom môžu animácie
spätne ovplyvniť výskumný proces.
spätne ovplyvniť výskumný proces.
03:53
and in this way, animation can
feed back into the research process.
feed back into the research process.
90
221183
4121
Myslím si, že animácie
môžu zmeniť biológiu.
môžu zmeniť biológiu.
03:57
I believe that animation can change biology.
91
225304
2853
Môžu zmeniť to, ako komunikujeme,
04:00
It can change the way that we
communicate with one another,
communicate with one another,
92
228157
2568
ako skúmame údaje
04:02
how we explore our data
93
230725
1623
a ako učíme študentov.
04:04
and how we teach our students.
94
232348
1327
04:05
But for that change to happen,
95
233675
1454
Na to však potrebujeme,
04:07
we need more researchers creating animations,
96
235129
3157
aby viacerí výskumníci
začali tvoriť animácie.
začali tvoriť animácie.
04:10
and toward that end, I brought together a team
97
238286
2255
Preto som zostavila tím biológov,
animátorov a programátorov,
animátorov a programátorov,
04:12
of biologists, animators and programmers
98
240541
3137
ktorý vytvoril nový,
bezplatný a otvorený softvér.
bezplatný a otvorený softvér.
04:15
to create a new, free, open-source software —
99
243678
3047
04:18
we call it Molecular Flipbook —
100
246725
1904
Volá sa Molecular Flipbook.
04:20
that's created just for biologists
101
248629
1896
Je určený len pre biológov
a len na tvorbu molekulárnych animácií.
04:22
just to create molecular animations.
102
250525
3545
Pri testovaní sme zistili, že biológ,
04:26
From our testing, we've found
that it only takes 15 minutes
that it only takes 15 minutes
103
254070
3712
ktorý nikdy predtým
so softvérom nepracoval,
so softvérom nepracoval,
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
vytvorí prvú animáciu
vlastnej hypotézy len za 15 minút.
vlastnej hypotézy len za 15 minút.
04:35
of her own hypothesis.
106
263786
1522
04:37
We're also building an online database
107
265308
2150
Vytvárame aj internetovú databázu,
04:39
where anyone can view, download and contribute
108
267458
2775
kde by každý mohol prezerať,
sťahovať, či pridávať animácie.
sťahovať, či pridávať animácie.
04:42
their own animations.
109
270233
1616
04:43
We're really excited to announce
110
271849
1971
S potešením oznamujeme,
04:45
that the beta version of the molecular animation
111
273820
2462
že dnešným dňom si vedci môžu
stiahnuť beta verziu nášho softvéru.
stiahnuť beta verziu nášho softvéru.
04:48
software toolkit will be available for download today.
112
276282
4208
Tešíme sa na to,
04:52
We are really excited to see
what biologists will create with it
what biologists will create with it
113
280490
2743
čo biológovia vytvoria
a na nové nápady spojené s tým,
04:55
and what new insights they're able to gain
114
283233
2056
že konečne budú môcť
animovať vlastné modely.
animovať vlastné modely.
04:57
from finally being able to animate
115
285289
1481
04:58
their own model figures.
116
286770
1703
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Ďakujem.
(Potlesk)
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