Дэвид Болински создает анимацию жизнедеятельности клетки

Будучи иллюстратором медицины, я рассматриваю вещи под несколько иным углом. Начиная с раннего возраста, я вижу, как истина и красота воплощаются и в искусстве и в науке. И хотя истина и красота прекрасны сами по себе – о них можно сказать много прекрасного – но для естественных наук и для математики истина и красота – это два неразрывных идеала, к которым стремится каждый учёный, как если бы он был готов ухаживать сразу за двумя близняшками. (Смех) Оба идеала отражают реальность как предмет трепета и благоговения, как объект преклонения. Это – идеалы мощные, несводимые к другим понятиям, уникальные, полезные – причём польза иногда очевидна лишь намного позже. Можете уже ставить картинки – у меня нет желания лицезреть себя на экране.

Люди, не занятые в естественных науках, обычно смутно представляют себе, что же такое истина и красота. Эти понятия описывают красоту в такой форме, что постичь её может лишь тот, кто понимает язык и правила, которыми руководствуется исследователь предмета, отражающего истину и красоту. Можно взять математику, или уравнение E = m * c^2, или космологическую постоянную, с её антропным принципом, с гипотезой о появлении жизни на основе описывающих вселенную чисел, – и увидеть, что всё это очень трудно для понимания.

Ещё с ранних лет, с тех пор, как я обучился профессии иллюстратора медицины, с тех пор, как я познакомился с анимацией благодаря отцу – он был скульптором и привил мне основы визуального восприятия – я пытался придумать понятный метод донесения истины и красоты в биологических науках через анимацию, через кино, через повествование, с тем, чтобы вовсе не очевидные для непосвящённых вещи можно было бы раскрыть, воспринять, понять.

Условия обучения сегодняшних студентов зачастую таковы, что, хотя предмет изучения содержит и истину и красоту, но обучение его чрезмерно разделено по департаментам, и метод донесения предмета сводится к такому уровню, на котором истина и красота далеко не очевидны. Это похоже на один старинный рецепт куриного супа: вы кипятите курицу до тех пор, пока весь вкус и аромат не испарится. Нельзя допускать такое положение дел в образовании. Сейчас в образовании раскрывается много возможностей.

Несколько лет назад мне позвонил Роберт Лу из Гарварда, с факультета молекулярной и клеточной биологии. Он спросил, насколько мне и моим коллегам будет интересно реально повлиять на методы преподавания медицины и естественных наук в Гарварде. Мы начали работу над проектом исследования клетки, исследования истины и красоты, присущей молекулярной и клеточной биологии, с тем, чтобы студенты смогли из всех разрозненных фактов сложить общую картину. Чтобы они смогли увидеть клетку как исключительно сложный, загруженный работой мегалополис, населенный микро-механизмами.

Микро-механизмы лежат в основе жизни. Эти микро-механизмы – на зависть нанотехнологам всего мира – самоуправляющиеся, мощные, безошибочные, высокоточные устройства, состоящие из нитей аминокислот. Микро-механизмы диктуют, как клеткам двигаться, как воспроизводиться, диктуют, как должно работать сердце и мозг.

Мы хотели придумать способ рассказать эту историю в анимации, которая бы стала ядром системы BioVisions – вебсайта, созданного Гарвардским Университетом для студентов, изучающих молекулярную и клеточную биологию. В дополнение к текстовой информации и дидактическому материалу, анимация визуально собирает всё вместе, чтобы студенты усвоили единую картину клетки во всей её истине и красоте, чтобы эта картина помогла им в учёбе, чтобы она дала искру их воображению, воспламенила энтузиазм, с которым они могли бы, благодаря такой картине, делать новые открытия об устройстве жизни.

Мы начали с изучения того, как соединяются молекулы. Ядром нашей работы была такая фабула. Макрофаги движутся по капиллярам, и, касаясь поверхности стенки капилляра, снимают информацию с клеток на стенке капилляра. И вот им передаётся информация о воспалении в том внешнем регионе, где им не дано видеть и чувствовать. Эта информация заставляет их приостановить привычный ритм и перестроиться на создание всего необходимого для видоизменения своей формы и выхода за пределы капилляра для сбора информации.

Эти молекулярные двигатели мы обсуждали с учеными из Гарварда, мы обратились к базам данных молекулярных моделей точности атомного уровня. Необходимо было понять их движения, их действия. Нам надо было показать анимацию так, чтобы она достоверно передавала суть процесса, но в то же время не слишком копировала плотное переплетение клеточных материалов, дабы при визуализации не создавались ненужные помехи.

Сейчас я покажу вам трехминутную сокращенную версию первого варианта созданного нами фильма. Работа над проектом продолжается и в настоящий момент, и займёт ещё 4-5 лет. Я хочу, чтобы вы посмотрели, как клетка производит "дорожку", маленький механизм-самоход, называемый кинезин, который принимает на себя такой огромный груз, что перед этим блекнут муравьиные гераклы. Включите ролик, пожалуйста.

Механизмы, диктующие действия внутри клетки, поистине поразительны. Они являются основой всего живого. Ведь они взаимодействуют друг с другом, обмениваются информацией, запускают различные процессы внутри клетки. Клетка создаёт необходимые ей элементы тут же на месте, на основании информации, полученной из ядра от молекул, считывающих гены. Жизнь, от её мельчайших форм до нас с вами, немыслима без этих маленьких микро-механизмов. Вообще-то, не будь этих микро-механизмов, Крис, тебе с трудом удалось бы собрать здесь столько народу. (Смех) Крис, тебе с трудом удалось бы собрать здесь столько народу. (Смех) (Музыка)

Это – почтальон клеточного государства: его зовут кинезин, он тащит мешок, полный свежеиспеченных белков туда, где они нужны клетке – будь то к мембране, к органелле, или чтобы создавать или ремонтировать что-то. Внутри каждого из нас около 100 тысяч таких почтальонов, и в любой момент они носятся внутри каждой из 100 триллионов клеток. Так что, даже в самом ленивом состоянии вам не удастся ничего не делать. (Смех)

Я прошу вас, вернувшись сегодня домой, подумать о том, насколько могущественны наши клетки, о том, что становится нам известно о внутриклеточной механике. Как только мы поймем всё, что там происходит – а сегодня, поверьте, мы знаем не больше одного процента – мы сможем успешно направлять наши усилия по отношению к здравоохранению, усилия по отношению к будущим поколениям, к продолжительности жизни. Что, надеюсь, поможет нам открыть больше истины и красоты. (Музыка)

Просто поразительно: эти клетки, эти микро-механизмы прекрасно знают, что сейчас клетке надо, и беспрекословно выполняют свои функции. Работая сообща, они обеспечивают клетку всем необходимым. Их совместная работа помогает человеческому телу – колоссальному, невидимому для них организму – исправно функционировать. Приятного продолжения. Спасибо. (Аплодисменты)