Kako animacije mogu pomoći znanstvenicima da testiraju hipotezu

3D animacija može oživjeti znanstvene hipoteze. Molekularni biolog (i TED Fellow) Janet Iwasa predstavlja novi animacijski softver otvorenog izvora dizajniran baš za znanstevnike.

Pogledajte ovaj crtež.

Možete li reći što je to?

Ja sam molekularni biolog u izobrazbi,

i vidjela sam puno ovakvih crteža.

Oni se nazivaju figurama modela,

crtež koji prikazuje kako zamišljamo

da se odvija stanični
ili molekularni proces.

Ovaj crtež prikazuje proces

naziva endocitoza potaknuta klatrinom.

To je proces kojim molekula može doći

izvana stanice unutra

tako da ju se uhvati u mjehurić

koji onda prihvati stanica.

Postoji problem s ovim crtežom,

i to u onome što ne prikazuje.

Iz puno eksperimenata,

od puno različitih znanstvenika,

znamo puno o tome
kako te molekule izgledaju,

kako se kreću u stanici,

i da se sve ovo događa

u izuzetno dinamičnom okruženju.

U suradnji sa stručnjakom
za klatrin Tomasom Kirchhausen,

odlučili smo stvoriti novu figuru modela

koja je pokazivala sve to.

Pa smo počeli izvan stanice.

Sada gledamo unutra.

Klatrini su ove tronožne molekule

koje se mogu složiti u oblike
poput nogometne lopte.

Kroz povezivanje s membranom,

klatrin može deformirati membranu

i napraviti ovakvu šalicu

koja se formira
u ovaj mjehurić ili šupljine,

koje sada hvataju neke bjelančevine

koje su bile izvan stanice.

Bjelančevine koje dolaze
sada otkinu šupljinu,

odvajajući je od ostatka membrane,

i sada je klatrin završio s poslom,

i bjelančevine dolaze sada —

pokrili smo ih žutom i narančastom —

oni su odgovorni za rastavljanje
klatrinskog kaveza.

I sve ove bjelančevine se recikliraju

i koriste opet iznova.

Ovi procesi su isuviše maleni
da bi ih se vidjelo direktno

čak i najboljim mikroskopima,

tako da ovakve animcije daju moćan način

vizualiziranja hipoteze.

Ovdje je još jedna ilustracija,

i ovo je crtež onoga
kako bi istraživač mogao zamišljati

da HIV virus ulazi i izlazi iz stanica.

I ponovno, ovo je veliko pojednostavljenje

i ne počinje prikazivati

što zapravo znamo o tim procesima.

Možda ćete se iznenaditi

da su ovi jednostavni crteži jedini način

za većinu biologa da vizualiziraju
svoje molekularne hipoteze.

Zašto?

Jer stvaranje filmova procesa

kako zamišljamo da se odvijaju
je stvarno teško.

Provela sam mjesece
u Hollywoodu učeći 3D animacijski softver,

i potrošila sam mjesece
na svaku animaciju,

i to je jednostavno vrijeme
koje istraživači nemaju.

No profit iz toga može biti ogroman.

Molekularne animacije su besprimjerne

u svojoj mogućnosti
da prikažu velike količine informacija

velikoj publici sa ekstremnom točnošću.

I radim na novom projektu sada

koji se zove "Znanost HIV-a"

gdje ću animirati cijeli životni ciklus

HIV virusa što je točnije moguće

i sve u molekularnim detaljima.

Animacija će sadržavati podatke

tisuće istraživača
prikupljenih tijekom desetljeća,

podataka o tome kako virus izgleda,

kako može zaraziti stanice u našem tijelu,

i kako lijekovi pomažu
u borbi protiv infekcije.

Kroz godine, shvatila sam da animacije

nisu samo korisne za predstavljanje ideje,

nego su korisne

i za istraživanje hipoteze.

Biolozi većinom koriste papir i olovku

da vizualiziraju procese koje proučavaju,

i sa podatcima koje imamo sada,
to više nije dovoljno.

Proces stvaranja animacije

može biti katalizator
koji dozvoljava istraživačima

da kristaliziraju i pročiste svoje ideje.

Jedan istržaivač s kojim sam radila

koji radi na molekularnim mehanizmima

neurodegenerativnih bolesti

smislio je eksperimente
koji su bili povezani

direktno s animacijom
na kojoj smo radili zajedno,

i na ovaj način, animacija može dati
povratnu informaciju u istraživački proces.

Vjerujem da animacija
može izmijeniti biologiju.

Može izmjeniti način na koji
komuniciramo jedni s drugima,

kako istražujemo podatke

i kako podučavamo učenike.

Ali da bi se ta promjena dogodila,

moramo imati više istraživača
koji rade animacije,

i u tom smjeru, sastavila sam tim

biologa, animatora i programera

koji stvaraju novi,
besplatni software otvorenog koda —

Zovemo ga Molekularna slikovnica —

koja je kreirana isključivo za biologe

za stvaranje molekularnih animacija.

Iz naših testiranja utvrdili
smo da treba 15 minuta

da biolog koji nikad nije vidio software

stvori prvu molekularnu animaciju

vlastite hipoteze.

Također gradimo online bazu podataka

gdje svatko može vidjeti,
preuzetii i doprinijeti

vlastite animacije.

Uzbuđeni smo jer možemo najaviti

da je beta verzija alata za

molekularnu animaciju
dostupna za preuzimanje danas.

Zaista smo uzbuđeni
vidjeti što biolozi mogu stvoriti s tim

i kakva će nova otkrića pronaći

kada napokon budu mogli animirati

vlastite figure modela.

Hvala vam.

(Pljesak)