Mencoba memahami hidup tanpa melihatnya secara langsung mirip seperti alien yang mencoba memahami aturan sepak bola hanya dari beberapa foto. Kita bisa belajar banyak dari gambar-gambar ini. Misalnya, ada pemain di dalam dan di luar lapangan. Ada sebuah band. Bahkan ada pemandu sorak yang menonton pertandingan dengan senang. Dan pastinya, meskipun kita tahu semua informasi ini dari melihat gambar-gambar tersebut, kita tetap tidak bisa menyusun aturan mainnya. Untuk menyusunnya, kita perlu melihatnya secara langsung. Kebanyakan pengetahuan kita tentang kinerja kehidupan berasal dari melihat cuplikan ini. Ilmuwan mampu mengetahui banyak hal dari melihat foto-foto yang mirip, tapi akhirnya, agar mereka memahami cara kerja kehidupan, mereka perlu melihatnya secara langsung. Dan pada dasarnya, di sinilah kehidupan terjadi, pemahaman tentang cara kerja kehidupan unit dasar. Agar bisa melihatnya, kita perlu memahami cara kerja kehidupan. Dibandingkan dengan semut ini, sel manusia memiliki ukuran yang seratus juta kali lebih kecil. Apakah Anda melihat selnya di sebelah semut ini? Ini ada di sana. Agar bisa melihat sel ini, kita perlu membuatnya kasatmata, dan kita melakukannya dengan mikroskop. Bukan mikroskop ini; mikroskop buatan kami terlihat seperti ini. Ini membantu karena saya semacam bagian dari paparazi. Daripada memotret orang, saya lebih tertarik untuk memotret sel-sel terkenal. Jalur karier saya sampai sekarang masih tidak menentu, waktu kecil, saya memiliki obsesi dan hasrat dalam ilmu komputer, kemudian berbelok tajam menjadi ilmu teknik, dan barusan, bergeser lagi untuk mencoba memahami biologi sel. Kombinasi berbagai bidang inilah yang menuntun saya sampai hari ini. Saya bisa mengerjakan riset antardisiplin dengan satu tujuan jelas. Dan idenya adalah untuk memajukan inovasi dan penemuan dengan menggabungkan para ahli dari banyak bidang tersebut untuk menyelesaikan masalah yang tak mungkin diselesaikan sendirian. Kami tertarik untuk mempelajari sel. Sel ... apakah itu? Itu adalah unit dasar kehidupan. Sederhananya, itu sebuah kantung. Sebuah kantung dengan triliunan molekul tak hidup, baik itu protein, karbohidrat, lipid atau lemak. Ternyata, selama setengah abad terakhir, ahli biologi molekuler dan biokimia telah menemukan cara untuk membuat protein ini bersinar. Proteinnya menyala seperti kunang-kunang. Pengembang mikroskop telah mampu membuat instrumen yang semakin bagus untuk menangkap cahaya yang dipancarkan oleh molekul ini, dan ilmuwan komputer dan matematikawan telah mampu memahami sinyal yang direkam oleh kameranya. Dengan menggabungkan alat-alat ini, kami bisa memahami kelompok molekul-molekul tersebut di dalam sel-sel ini, memahami perubahannya seiring dengan waktu, dan itulah yang ingin kami cari tahu, berusaha memahami kehidupan pada intinya. Jadi, kami ingin menggambarkan kehidupan, yang biasanya dilakukan dalam dua dimensi, menjadi gambaran dalam tiga dimensi. Bagaimana cara mengubah gambar dua dimensi menjadi tiga dimensi? Ternyata ini cukup sederhana. Kami ambil satu seri gambar-gambar dua dimensi sementara sampelnya dinaik turunkan, kemudian gambar-gambarnya ditumpuk dan membentuk volume tiga dimensi. Masalah dari pendekatan ini adalah mikroskop tradisional membuang terlalu banyak energi ke sistemnya. Artinya, sel yang Anda lihat di sini mengalami toksisitas cahaya, dan itu sebuah masalah. Izinkan saya menjelaskannya. Contohnya, di planet ini, kehidupan berevolusi di bawah satu matahari. Misalnya saya ingin mengamati para pembeli di jalan ini untuk mengamati kebiasaan belanja mereka: seberapa lama mereka mengamati toko dari luar, jumlah toko yang dimasuki, dan berapa lama mereka menetap di dalam tiap tokonya. Jika saya duduk di sebuah kedai kopi dan mengamati mereka, mereka tak akan sadar bahwa saya mengamatinya. Bagaimana jika tiba-tiba saya memancarkan cahaya yang terangnya setara dengan lima atau 10 matahari? Akankah mereka berperilaku seperti biasanya? Akankah mereka berdiam lama-lama di luar? Bisakah saya percaya bahwa perilaku mereka tidak berubah setelah terpapar seluruh sinar matahari ini? Tidak. Kebanyakan mikroskop saat ini, dan mikroskop konvensional, telah memancarkan cahaya antara 10 hingga 10.000 kali lebih terang daripada sinar matahari di planet ini, tempat kehidupan berevolusi. Dan karena ini, ternyata saya adalah bagian dari paparazi sel, jadi kita harus berhati-hati dengan intensitas cahaya yang kita berikan ke selnya. Jika tidak, kita bisa mendapatkan sel yang tergoreng. Dan ternyata, tidak ada unsur alamiah dari mengamati sel rusak yang perilakunya telah berubah. Mari gunakan sel ini sebagai contoh. Sel ini ada di atas sepotong kaca. Anda lihat bintik-bintiknya? Bintik-bintik ini mewakili mesin molekuler yang terbentuk di permukaan sel untuk membawa makanan dari luar masuk ke dalam selnya. Lab kami menggunakan mikroskop lembaran cahaya kisi yang menghasilkan selembar cahaya yang sangat tipis agar tidak merusak sel atau memasukkan terlalu banyak cahaya ke sistemnya. Ketika ini dilakukan, kita bisa melihat dinamika prosesnya dengan lebih lama tanpa mengganggu selnya. Kami telah menggunakan teknik dan alat mikroskopi ini untuk memahami cara virus menginfeksi sel. Dalam contoh ini, kami memaparkan selnya ke rotavirus. Ini patogen yang sangat menular yang membunuh 200.000 orang tiap tahunnya. Dengan mengamati molekul ini, partikel virus ini, cara mereka menembus permukaan selnya, kita bisa memahami kinerja virusnya. Ketika kita memahami kinerjanya, kita bisa mengalahkannya, baik dengan terapi obat pintar untuk mengurangi, mengelola, atau bahkan mencegah pengikatan virus ke sel. Sekarang, kita telah membuatnya kasatmata, tapi pertanyaannya sama: kapan kita bisa memercayai penglihatan kita? Semua yang telah saya tunjukkan adalah sebuah sel yang ditahan di sepotong kaca atau cawan petri. Ternyata sel tidak berevolusi di atas sepotong kaca, ya? Mereka tak berevolusi sendirian, dan mereka tak berevolusi di luar konteks fisiologisnya. Untuk benar-benar memahami perilaku alami sel, kita perlu melihatnya secara langsung di habitat alaminya. Mari kita lihat sistem kompleks ini. Ini adalah embrio ikan zebra yang sedang berkembang, Anda melihat sel-sel yang mengatur diri mereka sendiri untuk membentuk jaringan dan sistem organ. Ketika kita tonton filmnya lagi, Anda bisa lihat di jam ke-20 bahwa mata dan ekor ikan zebranya mulai terbentuk. Kita melihatnya tidak dalam resolusi rendah, kita bisa melihatnya dengan sangat detail, dan kita ingin melihatnya dalam tiga dimensi dalam jangka waktu beberapa menit, detik, jam, atau hari. Masalah dari sistem kompleks ini adalah kami mengacaukan cahayanya, atau mereka mengacaukan cahaya yang kita pancarkan pada mereka, yang menyebabkan gambarnya menjadi buram. Dan ternyata, ahli astronomi punya masalah yang mirip, tapi bagi mereka, masalahnya terjadi saat mencoba merekam cahaya dari bintang yang jauh dengan teleskop di daratan. Masalahnya, setelah cahayanya menempuh ribuan tahun cahaya dan tiba-tiba mengenai atmosfer kita yang bergolak, cahayanya terkacaukan. Untungnya, mereka telah menemukan solusinya setengah abad yang lalu. Mereka membuat sebuah bintang buatan 90 kilometer di atas permukaan Bumi, dan mereka memakai cahayanya, yang melewati atmosfer kita seperti cahaya dari bintang jauh tadi, untuk memahami bagaimana cahayanya terkacaukan, dan cermin digunakan untuk mengubah bentuknya dan mengembalikannya ke posisi awal. Jadi, kami mengambil ide tersebut dan menerapkannya ke sistem mikroskop kami. Ketika itu dilakukan, Anda bisa menguraikan kerumitan dari pengacauan cahayanya yang disebabkan oleh sistem kompleks. Dan kami melakukannya pada ikan zebra. Kami suka ikan zebra karena, seperti kita, mereka vertebrata. Bedanya dengan kita, mereka transparan. Artinya, ketika mereka disinari cahaya, kita bisa melihat dinamika seluler dan subselulernya dengan sangat mendetail. Izinkan saya beri satu contoh. Di video ini, Anda melihat tulang belakang dan otot ikan zebra. Kita bisa melihat kelompok selnya -- ratusan sel dalam volume ini -- dengan ada dan tidak adanya optik adaptif. Dengan alat ini, kita bisa melihat dengan lebih jelas dari sebelumnya. Dalam sebuah contoh spesifik, pada perkembangan mata ikan zebra, Anda bisa melihat betapa ramainya perkembangan di dalam embrio ikan zebra. Anda bisa melihat selnya menari. Dalam satu contoh, Anda bisa melihat selnya membelah. Dalam contoh lain, Anda melihat sel yang ingin pergi dan menyelip di antara sel lain. Dan dalam contoh terakhir, Anda melihat sel yang ribut dan meninju tetangganya. Benar? Teknologi ini memungkinkan kita untuk melihat lebih dalam dan jelas, seakan-akan kita melihat sel individu yang ditahan di atas sepotong kaca. Untuk mendemonstrasikan potensi teknologi ini, kami telah bermitra dengan beberapa ilmuwan terbaik di dunia. Kami sudah mulai mengajukan beberapa pertanyaan dasar yang sedang kami kerjakan bersama. Contohnya, bagaimana kanker menyebar dalam tubuh? Dalam contoh ini, Anda melihat sel kanker payudara manusia yang sedang bermigrasi menggunakan pembuluh darah yang berwarna magenta. Mereka menggunakan pembuluh darah sebagai jalan raya untuk mengelilingi tubuh. Anda bisa melihat mereka menyelip keluar dari pembuluhnya. Mereka terlihat bergelindingan saat ruangnya cukup. Dalam satu contoh, ini terlihat seperti trailer Ridley Scott untuk film "Alien" selanjutnya. Sel kanker ini sedang berusaha untuk keluar dari pembuluh darah untuk menyerang bagian tubuh lain. Dalam contoh terakhir selanjutnya, kami berusaha memahami perkembangan telinga. Dalam kasus ini, kami terkecoh oleh neutrofil yang menjalar. Sel imun ini berpatroli setiap waktu. Pada dasarnya, mereka tak berhenti. Mereka selalu bekerja untuk mendeteksi adanya bahaya, untuk mendeteksi adanya infeksi. Mereka merasakan lingkungannya dan selalu bergerak. Sekarang, kita bisa melihat gambar dan film ini dengan detail yang jauh lebih bagus dari sebelumnya. Dengan teknologi dan kemampuan baru, datanglah tantangan baru, dan bagi kami, tantangan besarnya adalah cara mengolah datanya. Mikroskop ini menghasilkan banyak sekali data. Kami menghasilkan antara satu sampai tiga terabita data per jam. Dengan kata lain, kami mengisi dua juta disket tiap jamnya -- bagi para audiens yang berpengalaman. (Tawa) Ini setara dengan 500 DVD, atau agar lebih jelas lagi bagi para generasi Z, ini setara dengan selusin iPhone 11 yang terisi tiap jamnya. Kami punya banyak sekali data. Kami perlu cara baru untuk memvisualisasikan ini. Kami perlu cara baru untuk mengambil informasi biologis yang bermakna dari data-data ini. Lebih pentingnya, kami ingin mikroskop canggih ini bisa dimiliki oleh para ilmuwan di seluruh dunia. Dan kami membagikan desain mikroskop ini secara gratis. Tapi, intinya adalah, kami perlu berkolaborasi lebih lagi untuk membuat dampak. Kami mengumpulkan ilmuwan yang bisa mengembangkan peralatan biologi dan kimia. Kami bekerja sama dengan ilmuwan data dan ilmuwan instrumentasi untuk membangun dan mengolah datanya. Karena kami memberi instrumen ini secara cuma-cuma untuk semua akademisi dan nonprofit, kami juga membangun pusat penggambaran canggih, untuk mengumpulkan kelompok ahli mikroskop, kelompok ahli biologi dan komputasi, dan untuk membangun tim yang bisa menyelesaikan masalah yang tak bisa diselesaikan sendirian. Berkat mikroskop ini, garis depan sains terbuka lagi. Mari kita lihat bersama. Terima kasih. (Tepuk tangan)