Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Pattapon Kasemtanakul

Take a look at this drawing.

ลองดูภาพวาดนี้สิคะ

Can you tell what it is?

คุณบอกได้ไหมว่ามันคืออะไร

I'm a molecular biologist by training,

ฉันเป็นนักชีววิทยาโมเลกุล

and I've seen a lot of these kinds of drawings.

และฉันก็ได้เห็นภาพแบบนี้มามาก

They're usually referred to as a model figure,

พวกมันมักถูกใช้อ้างอิงเป็นภาพจำลอง

a drawing that shows how we think

เป็นภาพวาดที่แสดงว่าเราคิดอย่างไร

a cellular or molecular process occurs.

ต่อกระบวนการที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุล หรือระดับเซลล์

This particular drawing is of a process

ภาพวาดนี้คือกระบวนการ

called clathrin-mediated endocytosis.

ที่เรียกว่า การนำสารเข้าสู่เซลล์โดยใช้แคลทริน (clathrin-mediated endocytosis)

It's a process by which a molecule can get

มันเป็นกระบวนการที่ซึ่งโมเลกุลสามารถ

from the outside of the cell to the inside

เข้ามาจากภายนอกของเซลล์ไปยังภายใน

by getting captured in a bubble or a vesicle

โดยถูกจับในฟองหรือถุง

that then gets internalized by the cell.

แล้วจึงถูกรวมเข้ามาโดยเซลล์

There's a problem with this drawing, though,

อย่างไรก็ดี ภาพนี้มีปัญหาอยู่

and it's mainly in what it doesn't show.

และโดยหลักแล้ว ก็คือสิ่งที่มันไม่ได้แสดง

From lots of experiments,

จากการทดลองมากมาย

from lots of different scientists,

จากนักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก

we know a lot about what these molecules look like,

เรามีความรู้มากว่าโมเลกุลพวกนี้หน้าตาเป็นอย่างไร

how they move around in the cell,

พวกมันเคลื่อนที่ไปมาอย่างไรในเซลล์

and that this is all taking place

และทั้งหมดนี้ก็เกิดขึ้น

in an incredibly dynamic environment.

ในสภาพแวดล้อมที่เคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลง อย่างน่าอัศจรรย์

So in collaboration with a clathrin expert Tomas Kirchhausen,

ด้วยความร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับแคลทริน โทมัส เคอร์ฮาวเซน (Tomas Kirchhausen)

we decided to create a new kind of model figure

เราตัดสินใจที่จะสร้างรูปแบบใหม่ ของภาพจำลอง

that showed all of that.

ที่แสดงทุกสิ่งเหล่านี้

So we start outside of the cell.

เราเริ่มจากภายนอกเซลล์

Now we're looking inside.

ทีนี้เรามองเข้ามาข้างใน

Clathrin are these three-legged molecules

แคลทรินคือโมเลกุลสามขาเหล่านี้

that can self-assemble into soccer-ball-like shapes.

ที่สามารถประกอบตัวเองให้มีรูปทรง เหมือนลูกฟุตบอล

Through connections with a membrane,

ผ่านการเชื่อมต่อกับเยื่อหุ้ม

clathrin is able to deform the membrane

แคลทรินสามารถที่จะเปลี่ยนรูปเยื่อหุ้ม

and form this sort of a cup

และสร้างถ้วยลักษณะแบบนี้

that forms this sort of a bubble, or a vesicle,

ที่สร้างฟอง หรือถุง ในลักษณะนี้

that's now capturing some of the proteins

ที่ตอนนี้จะจับกับโปรตีนบางชนิด

that were outside of the cell.

ที่อยู่ภายนอกเซลล์

Proteins are coming in now that basically pinch off this vesicle,

โปรตีนกำลังเข้ามาภายในแล้วตอนนี้ ซึ่งโดยหลักแล้วถุงจำนวนหยิบมือ

making it separate from the rest of the membrane,

ทำให้มันแพร่กระจายจากเยื่อหุ้มทั้งหมด

and now clathrin is basically done with its job,

และตอนนี้แคลทรินก็เสร็จสิ้นหน้าที่

and so proteins are coming in now —

และโปรตีนก็กำลังเข้ามา

we've covered them yellow and orange —

เราคลุมมันด้วยสีเหลืองและส้ม

that are responsible for taking apart this clathrin cage.

พวกมันรับผิดชอบในการแยกกรงแคลทริน ออกจากกัน

And so all of these proteins can get basically recycled

ดังนั้นโปรตีนเหล่านี้สามารถถูกนำกลับมาใช้อีกได้

and used all over again.

และย้อนกลับมาใช้งานอีกครั้ง

These processes are too small to be seen directly,

กระบวนการเหล่านี้เล็กเกินกว่าที่จะเห็นด้วยตาเปล่า

even with the best microscopes,

แม้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ดีที่สุด

so animations like this provide a really powerful way

ดังนั้น ภาพแอนิเมชั่นแบบนี้จึงมอบวิธีที่ทรงพลัง

of visualizing a hypothesis.

สำหรับการมองสมมติฐาน

Here's another illustration,

นี่คืออีกภาพหนึ่ง

and this is a drawing of how a researcher might think

และมันเป็นภาพวาดว่านักวิจัยอาจมีความคิดอย่างไร

that the HIV virus gets into and out of cells.

ต่อการเข้าและออกจากเซลล์ของไวรัสเอชไอวี

And again, this is a vast oversimplification

และอีกครั้ง นี่มันดูเรียบง่ายเกินไป

and doesn't begin to show

และไม่แม้แต่จะแสดง

what we actually know about these processes.

สิ่งที่เราทราบเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้แล้ว

You might be surprised to know

คุณอาจแปลกใจที่จะทราบว่า

that these simple drawings are the only way

ภาพวาดง่ายๆ เหล่านี้เป็นหนทางเดียว

that most biologists visualize their molecular hypotheses.

ที่นักชีววิทยาส่วนใหญ่มองสมมติฐาน ในระดับโมเลกุล ของพวกเขา

Why?

ทำไมกันล่ะ

Because creating movies of processes

เพราะว่าการสร้างภาพยนตร์เกี่ยวกับกระบวนการ

as we think they actually occur is really hard.

ดังที่เราคิดว่าพวกมันเกิดขึ้นจริงๆ นั้น เป็นเรื่องที่ยาก

I spent months in Hollywood learning 3D animation software,

ฉันใช้เวลาหลายเดือนในฮอลลิวู๊ด เรียนรู้เกี่ยวกับซอฟต์แวร์แอนิเมชันสามมิติ

and I spend months on each animation,

และฉันใช้เวลาหลายเดือนสำหรับแต่ละแอนิเมชัน

and that's just time that most researchers can't afford.

และนักวิจัยส่วนใหญ่ไม่ได้มีเวลาขนาดนั้น

The payoffs can be huge, though.

อย่างไรก็ดี ผลตอบแทนอาจยิ่งใหญ่

Molecular animations are unparalleled

แอนิเมชันระดับโมเลกุลนั้น หาที่เปรียบไม่ได้เลย

in their ability to convey a great deal of information

กับความสามารถของมันในการสื่อสาร ข้อมูลอันมหาศาล

to broad audiences with extreme accuracy.

ไปยังผู้รับสารในวงกว้าง ด้วยความถูกต้องอย่างสูง

And I'm working on a new project now

และฉันกำลังดำเนินโครงการใหม่ในตอนนี้

called "The Science of HIV"

ที่เรียกว่า "วิทยาศาสตร์ของเอชไอวี" (The Science of HIV)

where I'll be animating the entire life cycle

ที่ซึ่งฉันจะทำแอนิเมชันของทั้งวงชีวิต

of the HIV virus as accurately as possible

ของไวรัสเอชไอวีที่แม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

and all in molecular detail.

และรายละเอียดในระดับโมเลกุลทั้งหมด

The animation will feature data

แอนิเมชันจะประกอบด้วยข้อมูล

from thousands of researchers collected over decades,

จากนักวิจัยนับพันที่สะสมข้อมูล มาหลายศตวรรษ

data on what this virus looks like,

ข้อมูลที่ว่าไวรัสหน้าตาอย่างไร

how it's able to infect cells in our body,

มันบุกเข้ามาในเซลล์ในร่างกายเราได้อย่างไร

and how therapeutics are helping to combat infection.

และการบำบัดรักษาช่วยต่อสู้กับการติดเชื้ออย่างไร

Over the years, I found that animations

ตลอดหลายปี ฉันพบว่าแอนิเมชั่น

aren't just useful for communicating an idea,

ไม่ใช่แค่มีประโยชน์ต่อการสื่อสารความคิด

but they're also really useful

แต่พวกมันยังมีประโยชน์มาก

for exploring a hypothesis.

ต่อการสำรวจสมมติฐาน

Biologists for the most part are still using a paper and pencil

นักชีววิทยาส่วนใหญ่ยังคงใช้กระดาษกับปากกา

to visualize the processes they study,

เพื่อที่จะมองเห็นกระบวนการที่พวกเขาทำการศึกษา

and with the data we have now, that's just not good enough anymore.

และด้วยข้อมูลที่เรามีอยู่ในขณะนี้ นั่นมันไม่เพียงพออีกแล้ว

The process of creating an animation

กระบวนการของการสร้างแอนิเมชัน

can act as a catalyst that allows researchers

สามารถเป็นดังตัวเร่งปฏิกิริยาที่จะทำให้นักวิจัย

to crystalize and refine their own ideas.

ตกผลึกและขัดเกลาแนวคิดของพวกเขา

One researcher I worked with

นักวิจัยคนหนึ่งที่ฉันทำงานด้วย

who works on the molecular mechanisms

ผู้ซึ่งทำงานกับกระบวนการระดับโมเลกุล

of neurodegenerative diseases

ของโรคการเสื่อมของเซลล์ประสาท (neurodegenerative diseases)

came up with experiments that were related

ได้ความคิดเกี่ยวกับการทดลองที่เกี่ยวข้อง

directly to the animation that she and I worked on together,

โดยตรงกับแอนิเมชัน ที่เธอและฉันกำลังทำงานอยู่ด้วยกัน

and in this way, animation can feed back into the research process.

และด้วยวิธีนี้เอง แอนิเมชันสามารถให้ผลย้อนกลับ ไปยังกระบวนการงานวิจัย

I believe that animation can change biology.

ฉันเชื่อว่า แอนิเมชันสามารถเปลี่ยนแปลงชีววิทยา

It can change the way that we communicate with one another,

มันสามารถเปลี่ยนวิธีที่เรา สื่อสารกับคนอื่นๆ

how we explore our data

วิธีการที่เราสำรวจข้อมูล

and how we teach our students.

และวิธีการที่เราสอนนักเรียนของเรา

But for that change to happen,

แต่เพื่อให้ความเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดขึ้น

we need more researchers creating animations,

เราต้องการนักวิจัยที่สร้างแอนิเมชัน

and toward that end, I brought together a team

และในตอนสุดท้าย ฉันได้รวบรวม

of biologists, animators and programmers

กลุ่มนักชีววิทยา นักแอนิเมชัน และนักเขียนโปรแกรม

to create a new, free, open-source software —

เพื่อสร้างซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ซที่ฟรี

we call it Molecular Flipbook —

เราเรียกมันว่า โมเลคูล่า ฟลิปบุ๊ค (Molecular Flipbook)

that's created just for biologists

ที่สร้างขึ้นเพื่อนักชีววิทยาโดยเฉพาะ

just to create molecular animations.

เพื่อที่จะสร้างแอนิเมชันของโมเลกุล

From our testing, we've found that it only takes 15 minutes

จากการทดสอบของเรา เราพบว่ามันใช้เวลาเพียง 15 นาที

for a biologist who has never touched animation software before

สำหรับนักชีววิทยาที่ไม่เคย แตะต้องซอฟต์แวร์แอนิเมชันมาก่อน

to create her first molecular animation

ในการสร้างแอนิเมชันโมเลกุลอันแรกของเธอ

of her own hypothesis.

สำหรับสมมติฐานของเธอ

We're also building an online database

เรายังสร้างฐานข้อมูลออนไลน์

where anyone can view, download and contribute

ที่ซึ่งทุกคนสามารถชม ดาวน์โหลด และส่งภาพ

their own animations.

แอนิเมชันของพวกเขา

We're really excited to announce

พวกเราตื่นเต้นมากที่จะประกาศว่า

that the beta version of the molecular animation

เบต้าเวอร์ชั่นของซอฟต์แวร์แอนิเมชันโมเลกุล

software toolkit will be available for download today.

จะพร้อมให้ดาวน์โหลดวันนี้

We are really excited to see what biologists will create with it

เราตื่นเต้นมากที่จะได้เห็นว่า นักชีววิทยาจะใช้มันสร้างอะไร

and what new insights they're able to gain

และความรู้ใหม่ใดที่พวกเขากำลังจะได้

from finally being able to animate

จากการที่ในที่สุด พวกเขาสามารถที่จะสร้าง

their own model figures.

ภาพจำลองของพวกเขาได้เอง

Thank you.

ขอบคุณค่ะ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)