本周，我们将发现科学如何帮助你从剧本到动画电影的银幕，从在钢索上平衡长颈鹿的物理学到研究人员将配音演员置于大脑扫描仪中。另外，为什么我们在倒时差时更容易感染病毒，一种常见的预防早产的技术实际上是如何导致早产的，以及营火是否杀死了尼安德特人?
在这一集里
生物钟会影响感染率
与剑桥大学的Akhilesh Reddy博士合作
许多人抱怨度假会让他们感冒，现在我们可能知道原因了!剑桥大学的科学家们认为，原因可能是时差!他们发现，对生物钟的破坏会使感染病毒在细胞内的生长效率提高10倍。Akhilesh Reddy向Chris Smith讲述了他们的发现。
我们认为病毒在感染人体的微生物中是不寻常的因为它们实际上需要我们的细胞来复制。因此，因为身体里的每个细胞都有这个生物的，或昼夜节律的24小时时钟，我们认为一天中可能有一个特定的时间，病毒所需的所有东西都会增加，而在其他时间，它们会减少。所以，如果病毒在一天中的某个时间出现它可以利用正在制造它想要的所有物质的细胞而在一天中的另一个时间它也无法复制因为它需要的所有物质都不存在。
克里斯:因为生物钟的作用基本上是准备或优化你细胞中的代谢活动，以满足一天的需要。所以当你早上需要起床面对一天的挑战时，电池会打开它们的能量供应，而当你晚上需要睡觉时，它们会关掉恒温器因为你不想让燃煤发电站在你不需要能量的时候狂奔?
阿赫——当然。这是一种确保你的细胞有效运行的机制，这样当你不需要使用能量时，你就不会浪费能量。
但是，很明显，如果细胞不是很活跃，它们就不像全速运转时那样是病毒的好归宿。是这样吗当你把病毒放入细胞时你看到发生了什么吗?
是的。这正是我们在细胞和活体动物身上看到的。这是在老鼠模型中做的，但也在老鼠和人类之间非常相似的自由细胞中做的。
克里斯:培养皿中的细胞有时钟吗?
对，没错，没错。培养皿中的细胞有一个时钟，我们可以通过在实验室做各种事情来同步这些时钟。我们所做的就是同步这些细胞，或者在一天中的不同时间感染老鼠，然后看看病毒在几天内传播的速度有多快。我们发现，如果你在早上感染，那么你更有可能看到更高的感染率，而不是在黄昏前感染。
克里斯-今天是老鼠的早晨，因为老鼠是夜行动物，不是吗?我们起床的时候他们就上床睡觉了，所以对他们来说现在是晚上，其实是早上，如果你明白我的意思的话。
对，没错。但从生物钟的角度来看，复杂的事情是，我们和老鼠体内的基因在结构上是相同的，而且，相位也是相同的，所以我们用相反的方式来解释这些生物钟/基因信号。所以我们生活在白天，他们生活在夜晚。而在大脑中，奇怪的是，两个物种的基因上下变化完全相同，但身体对其的解读方式却恰恰相反。所以我们并不确切地知道人类会发生什么。
克里斯:我们有生物钟，这是一个基因时钟，你有一个基因滴答作响，它开启另一个基因，另一个基因又开启另一个基因，然后第一个基因反馈和转动，这个滴答作响，大约需要24小时。它会改变细胞的活动。现在，我开始采访时说，这确实有助于我们解释假期呕吐综合症，当你离开时，你会生病。一部分原因肯定是当你在飞机上坐了好几个小时都没有帮助，但是，如果你有时差，这会扰乱你的生物钟，大概会让你的细胞更容易受到病毒的感染?
当然，是的。所以我们做了一个实验，我们用一种基因技巧打乱了生物钟，我们观察了细胞和动物，当我们感染它们时，它们受病毒影响的程度是正常细胞的三到四倍。这和时差反应的人或者像你说的，飞越世界的人的情况很相似。
克里斯:这是否意味着如果我们了解生物钟对包括病毒感染在内的一系列疾病的重要性，我们就可以将其用于治疗?这会改变我们治疗这些疾病的方式吗?
阿赫-我们相信是这样。所以当我们做这个实验时，我们使用了两种不同类型的病毒，所以时钟似乎对这两种通过完全不同的方式复制的病毒都很重要。所以我们的想法是，与其有一种抗病毒药物在一天中的某个时间主动增强你的自然免疫系统，而不是对每种病毒都有一种抗病毒药物，你可能只是能够增强你自己对多种不同病毒的免疫力，如果你能打开或关闭它，这正是我们目前试图瞄准的目标。
手术缝合会影响婴儿
与伦敦帝国理工学院的菲利普·班尼特博士合作
每年全世界约有200万孕妇接受一种简单的手术，称为宫颈环扎术——在子宫颈或子宫颈部缝一针，这有助于防止早产或流产。虽然它非常安全，有助于挽救婴儿的生命，但伦敦帝国理工学院的菲利普·贝内特和他的团队已经发现了用于这一重要医疗缝纫的线的类型的一个重要问题。凯特·阿尼去看他……
菲利普——在英国，大约80%的医生使用一种像带子一样的编织缝合材料。它很平，很胖，看起来有点像鞋带，这被认为是好的，因为它很结实，很容易打结，而且不太可能损伤宫颈。
大约20%的医生使用尼龙线，看起来更像鱼线，有人担心尼龙线不容易系，而且它可能会损害子宫颈部。
我们对阴道内的细菌在早产中所起的作用特别感兴趣。前一段时间，我们问了一个问题——宫颈缝合会改变阴道内的细菌吗?
Kat:那么这两种改变细菌的方法有什么不同的风险呢?
菲利普:所以，我们发现，首先，所有做过宫颈针的女性阴道里都有轻微的异常细菌，这表明早产的风险因素之一就是有异常细菌。
我们发现，在那些使用胶带状针法的女性身上，健康的细菌往往会死亡，取而代之的是更有害的，更致病的细菌。这与阴道和子宫颈的炎症增加有关，超声波显示子宫颈开始成熟和软化。而那些使用尼龙针进行宫颈缝合的人，我们发现没有任何变化。它对细菌没有影响，不会引起炎症，对子宫颈的结构也没有影响。
凯特-你怎么知道的?你看了多少女人?
菲利普:所以，在研究的那一部分，我们只观察了25个用编织针的女人和25个用尼龙针的女人，然后我们在实验室里观察了细菌和炎症标志物的变化。但是我们要做的是回头看我们医院的历史数据。当我们回顾伦敦、伯明翰和剑桥五所大学医院的近700名患者时，我们发现，与使用编织材料进行缝合的女性相比，使用尼龙缝合的女性早产的风险更低，婴儿在子宫内死亡的风险也更低。
Kat -估计这个手术在世界上很多国家都有实施-如何扩大规模?
Phillip -我们估计全世界每年大约有200万例宫颈环切手术。所以我们认为，如果世界上每个人都把胶带换成尼龙，那么每年将会有17万个婴儿免于死亡，并且可以防止17万个早产。
凯特:就绝对风险而言，显然有些女性可能会非常担心——我们能客观地看待这个问题吗?
菲利普:在过去的几十年里，绝大多数的宫颈环扎手术，都是用胶带缝合的，很明显，在合适的病人身上，用胶带缝合绝对是有益的。所以我们在这里有效地展示了一个手术，这是一个安全的手术，它改善了结果，如果我们选择正确的缝合材料，它可以变得更安全。
同样重要的是要记住，我们目前拥有的数据是回顾性的——它来自于回顾病例系列。我们真的需要得到一个前瞻性研究的结果两组患者之间唯一的区别是我们使用的缝合材料的类型;这项试验目前正在伯明翰大学进行。
所以我想说的是，如果有人要做宫颈环切手术，请告诉你的医生，我鼓励你参加这项研究。对于那些没有参与研究的人，我认为我们可以说，在目前的情况下，使用尼龙针可能比使用胶带针更好。
离开水的鱼:鳍到脚
与剑桥大学的Jennifer Clack教授合作
格雷哈·杰克逊一直在探索3.5亿多年前，我们的祖先是如何进化到在陆地上行走的……
格莱哈——从前，有一个时代被称为罗默的空档期。它跨越了2500万年，令古生物学家沮丧的是，这是一个完全没有化石的时代。没有人能找到任何化石，这是一个打击，因为在那个时期发生的事情对于理解我们是如何进化到在陆地上生活的非常重要。
在罗默裂口之前，只有鱼，之后，我们有了大量有四肢和手指的动物——科学家们称之为四足动物。
那么这是怎么发生的呢?我们的祖先是如何从海洋走向土壤的?这一切都有点神秘，但25年前，珍妮·克拉克教授在剑桥大学塞奇威克博物馆的地下室里发现了一些改变了一切的东西……
珍妮:嗯，在我职业生涯的开始，我有机会在塞奇威克博物馆检查材料，结果发现一个学生捡到了一些四足动物的化石。
Graihagh -它被称为Acanthostega…
珍妮:如果你把特征的数量加起来，它大约是四足动物的三分之二和鱼的三分之一。
grahagh -这还不是全部……
珍妮:他对它们不是特别感兴趣，所以我们把它们放回抽屉里了。我发现了这件事，就去看了看，那个学生发现的似乎是一个充满这些东西的采石场。
我们首先发现的一件事是，当我们准备最好的标本时，它实际上有八个手指。
格莱哈——八个手指!那是很多手指。
珍妮:是的。因此，这深刻地改变了我们对四足动物四肢的起源，用途，以及它们是如何发展的看法。
在以前的化石上，他们只发现了五个手指和脚趾，科学家们认为这意味着鱼慢慢地来到陆地上，笨拙地四处走动，然后发育出四肢，最终可以行走。但八根手指和其他一些证据表明，情况并非如此……
珍妮:我们认为手指是为了在水中行走而出现的，后来才会在陆地上行走。把脚趾放在水里会给你在芦苇床上爬行之类的东西带来一定的好处。
Graihagh -这段时间发生了很多事情。不仅有大规模的物种灭绝，而且气候发生了巨大的变化，造成了大量植被的沼泽环境，这意味着鱼类需要手指而不是鳍来推动这些叶子并在水中游泳。这是一个革命性的理论，所以我很自然地想看到肉体的证据，或者你可能会说——骨头……
珍妮-我需要一些帮助。
格雷哈:是的。
珍妮:应该有一个楔子……
Graihagh -门楔?
珍妮-我很犹豫，但这是我们叫鲍里斯的动物。
格雷哈-你为什么叫它鲍里斯?
珍妮-我不知道，但我们收集它后不久它就有了这个名字。整体比例看起来有点像小鳄鱼或小短吻鳄。
总之，这是前臂，这是肱骨(上臂骨)，桡骨和尺骨(下臂骨)，这是手。现在我的同事正在一点一点地准备——他找到了一根手指，然后又找到了另一根，再找到另一根，再找到另一根，以此类推，最后，他得到了八根手指。
Graihagh——我想象他只是慢慢地移开一些石头，想着——啊，一，二，三，四，五——啊，有五个手指，好了，我完成了。
珍妮-他差点就这么做了。但是有更多的矩阵需要移除，所以他认为我们应该做一个合适的工作，拿走剩下的矩阵，当然，他找到了另外三个。
格雷哈——我是说，谢天谢地他这么做了，因为，我是说，移走石头是一项艰苦的工作，不是吗?
珍妮-是的，是的。
Graihagh:你发表那篇论文已经25年了，这段时间你都做了些什么?
珍妮:大约10年前，我的同事蒂姆·史密森(Tim Smithson)就在隔壁办公室，他决定要做的是探索，看看他是否能从罗默的空白中找到什么东西，多年后，他真的找到了。
那么这是否意味着罗默的差距是一个谬论——罗默的差距已经不存在了?
珍妮:没错!因为随后，在过去的四年里，我们发现了更多。不仅是四足动物，还有其他脊椎动物的化石记录:尤其是肺鱼，以及软骨鱼(类似鲨鱼的动物)，我们已经将已知物种的数量从肺鱼的一种增加到七种，从软骨鱼的两种增加到十种。到目前为止，我们还没有在泥盆纪发现小动物。这就是我们在罗默缺口中发现最多的东西之一——很多小动物。这部分是为了保存，但也因为我们认为，从某些方面来说，成为陆地动物需要这些动物变得更小，这样它们就能更容易地行走。
吸烟杀死了尼安德特人吗?
宾夕法尼亚州立大学的Gary Perdew
由于营火的存在，吸入烟雾对早期人类来说是一个严重的威胁。但现代人类似乎已经进化出对烟雾中化学物质的敏感度降低，因此它不会对我们的呼吸道造成那么多的炎症损害。看看尼安德特人的相同基因，他们没有这种保护性的变化，这可能是导致他们死亡的原因，正如克里斯·史密斯从宾夕法尼亚州立大学研究员加里·珀杜那里听到的……
Gary:我们研究一种叫做芳烃受体或AH受体的受体，它能感知环境中的外部化学物质。所以，如果你暴露在柴油公交车或火灾产生的烟雾中，烟雾中有许多化学成分会结合并激活这种受体。总的想法是，一旦这种受体被激活，它会增加酶的表达，这些酶会代谢，帮助你的身体摆脱这些化学物质。
Chris -对，所以我们天生就有一个系统来检测环境中的“有害物质”并处理它们但是，很明显，我们并没有在公共汽车排放柴油烟雾之类的事情的背景下进化那么为什么我们会自然地拥有这个呢?
Gary -对此最明显的回应可能是植物有很多不同的化学物质，它们表达出来是为了防止动物吃掉它们。所以这个系统的进化，可能主要是为了应对我们的饮食暴露。
Chris -那这和燃烧有什么关系呢?
加里:在野外，你不会接触到烟雾成分，除非你开始使用火，并且你每天都在靠近火的地方。那就会成为一个问题。
克里斯:那对我们的基因有什么影响呢?
加里:那么，我们的想法是，如果这种受体被这种暴露过度激活，可能会导致毒性。对低水平的饮食化学物质有反应是很好的，这样你就可以摆脱它们并处理它们。但是，如果突然间，你暴露在烟雾中这些化合物的含量很高，你就会把它们吸入肺部，这会导致肺部中毒。
克里斯:这听起来有点矛盾。你排毒，但在这个过程中，你造成了伤害!为什么会这样?
这种酶催化的化学反应会产生反应性的中间体，但我们的身体有办法在低水平下有效地处理它们。所以这不是一个问题，除非你产生它们的速度太快。
克里斯-哦，所以如果我们暴露在大量的烟雾中那么这就会使系统超载，因此，潜在地造成伤害，你的论点是，因此，与其他动物相比，我们是否因为使用火而变得不那么容易受到这些化学物质的影响或不那么敏感?
加里:对，没错。
克里斯:好的，如果我看看我们的人类祖先我们知道直立人大约在一百万年前，直到最近才出现。然后它分裂，你就得到了解剖学上的现代人(我们)，你也得到了尼安德特人。因此，如果将尼安德特人和解剖学上的现代人(我们)进行比较，尼安德特人和我们都有这种处理烟雾的能力吗?
加里:事实证明，这种受体的尼安德特人序列，他们会比人类更快地代谢这些化合物。
克里斯-你怎么知道的?
加里:有三个尼安德特人的基因组序列;尼安德特人的整个基因组被测序。因此，一旦我们得到了这个基因的完整DNA序列，我们就能够人工合成它——现在有一家公司可以为你做这件事——所以我们有了尼安德特人受体和人类受体的全长序列，现在我们可以通过实验来比较。
我们的方法是将这些DNA序列引入不表达AH受体的细胞系中然后这些细胞会表达AH受体。我们可以让它们暴露在越来越多的多环芳烃中，然后观察每种受体增加这些代谢酶水平的能力。
克里斯:哇!所以你是在现代环境下有效地重建一个化石基因(尼安德特人基因)，看看它是如何在这些化学物质的存在下改变细胞的行为的?
加里:是的。
克里斯:你是说尼安德特人的反应与现代人的反应非常不同?
加里:是的。尼安德特人在增加这些酶表达的能力上有150到5000倍的差异。
克里斯-关于尼安德特人，有一点很明显，那就是他们已经不再和我们在一起了。那么，你是否会认为，导致它们消失的一个因素可能是，它们没有像我们一样进化出处理烟雾的能力，它们可能是被自己的营火杀死的?
加里:是的，这会增加他们对疾病和感染的易感性，因为肺部毒性，甚至是胃肠道。他们吃的是炭火烤的食物，我敢肯定他们不是最好的厨师，可能有时会有点黑……
杀虫剂减少了野生蜜蜂的数量
与生态和水文中心的本·伍德科克合作
人们担心新烟碱类杀虫剂的使用最为普遍
在像油菜这样的花上使用杀虫剂，导致了这些传粉媒介的减少。在一项庞大的公民科学项目中，来自牛津郡的科学家们已经能够从这些杀虫剂首次引入的时间追踪到几个物种。卢卡·比比克和本·伍德科克博士谈到了他们的发现。
本:我们所做的是建立在之前的一些研究的基础上，这些研究一直在研究新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的潜在影响。现在，很多之前的研究都集中在非常少数的蜜蜂物种上;这些是你可以繁殖的蜜蜂品种，这是蜜蜂，黄尾大黄蜂，和红石匠蜂。我们所能做的就是使用公民科学数据，这些数据是由蜜蜂、黄蜂和蚂蚁收集的，记录了一个非常长的时期(18年)，这延伸了新烟碱未被使用之前的时间，以及新烟碱被用于英国主要的大规模开花作物——油菜的时间。
卢卡:那么你长期研究的结果是什么?
本:我们发现，那些专门以油菜为食的蜜蜂，那些很可能接触到这种杀虫剂的蜜蜂，它们的分布减少的可能性是那些没有接触到这种杀虫剂的蜜蜂的三倍。总的来说，我们发现这些物种的分布下降了10%，对一些物种来说，这可能高达30%。
我们也可以在更大的空间尺度上做到这一点，所以我们在整个英格兰都做到了我们正在研究每一公里的网格尺度我们在英格兰研究了4000个这样的网格。我们也能够超越之前的研究，观察很多很多物种。
在英国，大约有250种野生蜜蜂，我们所能做的就是观察种群的变化，或者这些物种分布的变化，其中有62种。现在，许多剩下的物种都太稀少了，无法进行分析。这整个方法让我们做的是将这些种群的变化，或分布，随着时间的推移联系起来，看看我们是如何得到对油菜的反应的，因为它是用新烟碱类杀虫剂处理的。
卢卡:好的。有多少人或农民在使用这种杀虫剂?
本:在我们的研究结束时，大约85%的农田使用了新烟碱类杀虫剂。它们是一种重要的杀虫剂，我认为在这里记住很多作物的生产都依赖于杀虫剂的使用是非常重要的。即使我们要禁用新烟碱类杀虫剂，也必须使用替代品。例如，你不能在英国有机种植油菜籽——这是不可行的。
所以这是一个相当复杂的情况。农民依赖这些农药，如果我们想继续种植粮食，这显然是事实，那么我们就需要提出管理解决方案，既能满足当地野生动物的需求，也能满足农民的需求。
新想法从何而来?
利兹贝克特大学的安娜·亚伯拉罕博士
拍电影的时候;在剧本之前，在分镜之前，在第一次见面之前，一部电影需要来自一个想法。那么灵感是从哪里来的，为什么会来，大脑里发生了什么?安娜·亚伯拉罕博士是利兹贝克特大学的神经心理学家，她向乔治亚·米尔斯解释了灵感的内在运作方式。
安娜:第一个想法是试图了解大脑中发生了什么，就是观察单个区域，看看大脑的某个部分(右脑)是否比左脑更有创造力，等等。
Georgia——我记得我在网上看到过——你是右脑还是左脑(一个人的数学，一个人的创造力)——就这么简单吗?
安娜:不幸的是，对我们来说不是这样，因为这会让事情变得更复杂。很长一段时间以来，人们都认为这是真的，他们这么认为也不是完全不合逻辑的。这是因为他们比较的大多数任务都是逻辑任务，比如“你怎么系鞋带”之类的。如果你把一个逻辑任务和一个创造性任务进行比较，那么右脑会更多地参与其中，因为右脑更自然，更有创造力。但是，与此同时，我们知道这两种运作方式同样重要。为了产生更多的想法，拥有这种自发的生成方面是很重要的，但为了挑选出最好的想法，拥有一个可控的、反思的模式也同样重要。真正选择最原始的想法，尽你所能发挥创造力。
乔治亚州:所以不同的地区在做不同的事情方面做得更好，但是所有的地区都需要相互交流，共同努力，让整个创作过程得以进行?
安娜:没错——似乎是这样，在大多数其他非创造性思维方面，你只需要一个或另一个大脑区域的网络。但就创造性思维而言，你实际上需要这种非常动态的相互作用在完全不同的大脑区域网络之间，这些区域要么是自发的，要么是刻意的，它需要协同工作。
乔治亚州-好的。当一个人有了新的想法——这个想法是从哪里来的，大脑是如何产生这个新的，从未见过的东西的?
安娜:我们的想法来自我们自己的头脑。我们的思想是非常强大的东西，虽然我们不太确定想法是如何产生的，但我们正在接近这些答案。我们每天都有意识或无意识地通过感官接收大量信息。比我们意识到的要多得多。
但真正的奇迹在那之后才开始，因为所有这些信息，一旦被储存起来，就会与大脑中的其他信息或弱或强地联系在一起，当我们试图产生新的想法时，关键是如何以新颖的方式将这些不同的信息组合起来。我们中的一些人比其他人更擅长这些新颖的组合。
乔治亚-我明白了。所以它不是凭空而来的，你只是把你经历的不同部分以新的方式结合起来?
安娜:正是这样。所以你从不同的来源获取了很多信息。假设我早上去面包店拿起我的羊角面包，然后我看到一个孩子在人行道上画画，晚上我可能会梦见这个孩子在画羊角面包。我实际上并没有看到孩子那样做，但在我的梦境中，所有这些在我的真实经历中之前没有联系的事情，在我的脑海中被结合起来了。这就像拼图可以被拿走一样，尽管你是在特定的单独的盒子里获得它们，但一旦它在那里，你就可以用任何可能的方式组合拼图。限制只存在于你自己的头脑中。
乔治亚-我明白了。所以创意基本上就是带着风格偷东西，不是吗?
安娜:当然，是的。
乔治亚-很多人说，哦，我不是很有创造力，我做不到。是不是有些人就是没有创造力，你有没有办法在这方面做得更好?
安娜:很多人觉得自己没有创造力，那是因为他们对什么是创造力有特定的概念。所以他们只认为那些从事视觉艺术或音乐等工作的人是有创造力的。事实上，我们每时每刻在生活的各个领域都在发挥创造力:当我们说话的时候，当我们在厨房做饭的时候，当我们思考解决问题的新方法的时候，我们是一个非常非常有创造力的物种。我们中的一些人很容易比其他人更有创造力，但这并不意味着我们的才能在任何方面都是固定的，无论是奥林匹克运动，还是试图提高你的记忆力，创造力都是一样的。你可以通过练习来提高，你可以用非常、非常刻意的方式来提高……
历代动画
伦敦大学金史密斯学院的肖恩·库比特
可以说，在过去的几年里，动画的变化比任何其他类型的电影都要大，而且它们与当时的技术密切相关。肖恩·库比特来自伦敦大学金史密斯学院，他在那里研究视觉技术的历史，他带克里斯·史密斯浏览了动画的简短历史……
我想说这是最古老的艺术形式了。如果你想借着火光在洞壁上投下阴影，或者被带着穿过洞窟，借着摇曳的火把观看壁画;你说的是手和图画的动画。
Chris -所以我们认为这可能是人们开始掌握移动图像的艺术形式的起源，而不是真实的图像，从那以后它就进化了?
肖恩:当然!它始于，我认为，在非常古老的过去，它通过对木偶的几乎普遍的迷恋而发展，然后它开始变成光学玩具，首先是在巴洛克时期的耶稣会士，特别是在他们与日本和中国文化的互动中。然后在整个19世纪，人们发明了很多，很多的玩具，幻指镜和幻指镜。
克里斯-是什么?
肖恩:这些通常是物理对象，可以使用棱镜或板条在内部旋转，有一种方法可以使固定的图像看起来移动。
克里斯-哦，这就是你的想法，你有一个大鼓，上面有裂缝，看起来就像马在跳过篱笆，因为你拍了一系列照片，让它看起来像在移动?
肖恩:没错!正是如此，它帮助推动了电影的诞生。虽然第一部电影动画实际上是音乐厅艺术家做闪电速写的录音。但很快，他们开始意识到电影中同样的定格原理，无论是线条画还是物体，比如1903年的一个著名例子中的一盒火柴。你可以创造生命的表象，当然，这是灵魂进入物体并带来生命的原则。
克里斯:这部卡通片，或者是我在电影院里看到的动画，是什么时候上映的?
肖恩-第一个真正可识别的是在1903/1904年左右，特别是法国艺术家埃米尔·科尔。但到了1914年，迪士尼和华纳兄弟等主要动画产业的所有基本技术都到位了。漫画。
克里斯:在1903年，人们去电影院看这些动画是为了看什么样的东西?是那种《猫和老鼠》式的，还是更严肃、更阴郁的?
我刚才提到的那个精彩的比赛会变得生动起来，然后跳起一段小小的舞蹈，或者如果你想到，也许你们的一些观众会看过姆姆萨里斯的一些电影，在电影中，姆萨里斯用定格动作技术让自己的身体动起来，还有布景艺术，那是在1906年晚些时候。但线条动画的重大突破发生在1914年左右。迪士尼并没有走在最前列;他进入这个行业时步履蹒跚。但他们已经确立了一些基本原则，这些原则将引导电影行业一直走到20世纪70年代，以及整个动画行业。
克里斯:我是看兔八哥、猫和老鼠之类的东西长大的。它们是用老式的方式制作的，我猜——人们真的是坐在那里用手画出每一帧?
肖恩:当然!
克里斯-他们花了多长时间?
肖恩。所以一个平均七分钟的动画需要三到六到七个月的时间，他们变得高度工业化和高度组织化。你的顶级美工只会处理关键帧(游戏邦注:即最重要的动作开始和结束)，然后你会让更廉价的美工填补中间的动作间隙;其他人做颜色;别人做线条等。
克里斯:那他们的音乐呢?因为整个行业都在努力让他们的音乐听起来很棒，不是吗?
有:愚蠢的交响曲，快乐的旋律——音乐很棒，但更棒的是音效，到1937/38年《白雪公主》的时候，音效已经非常先进，涉及到声音工作室最令人难以置信的，疯狂的创造力。
克里斯——我只是在脑海中想象——如果我描述一个人从悬崖边下去的场景，你可以听到这个声音，他们下面什么都没有，他们的腿抓着稀薄的空气，“嘟嘟，嘟嘟，嘟嘟”地走了一会儿，然后“嘟嘟”地往下走。不管怎样，那是另一个故事。那么向数字动画的转变又如何呢?这对动画产业到底有什么影响呢?
肖恩:它给了我们一大堆新玩具。也许最重要的是，所有的电影动画都是基于定格动画，但数字动画是基于在计算机中创造真正的三维物体，这些物体可以连续移动。所以，尽管我们把它们记录在扫描屏幕上，然后引入定格效果，就像任何一种电影再现或任何电视再现一样，尽管如此，物体本身是实时连续移动的。这对两件事非常有用:一是你可以在想象的世界里导航，另一个是你可以实时地做到这一点，当然，这是电脑游戏行业的基本基础，也许是当今动画的最大消费者。
克里斯:嗯，消费游戏产业实际上比好莱坞赚得多，不是吗?我的意思是，这是一个巨大的，高收益的行业。最后，接下来的发展方向是什么，你对动画的未来有什么看法?
首先要注意的是到处都是动画，从雷达屏幕到地震仪。科学家们自己也在使用动画，因为他们一直是主要的先驱，追溯到1973年的旅行者2号飞越视频。我认为我们将会看到更多的动作捕捉技术。
克里斯-这是你拍摄某人然后把他们的行为叠加到无生命的创造物上的地方吗?
肖恩:没错，没错，比如咕噜。我们会看到更多像《口袋妖怪Go》这样的增强现实，但我真正期待的是真正真实的、在世界上漫游的三维物体。机器人是动画的未来。
走钢丝的河马:完美的物理学
与圣何塞州立大学的亚历杭德罗·加西亚教授合作
电影动画师不仅需要精通美术，还需要精通物理。这是因为我们的大脑对周围世界的运作方式非常敏感。所以，如果一个物体下落的方式有一点小问题，或者一些水的运动有一点小问题，它就会触发一种精神上的现实检查，从而打破电影对观众的吸引力。乔治亚·米尔斯(Georgia Mills)采访了圣何塞州立大学的物理学家亚历杭德罗·加西亚(Alejandro Garcia)，他一直是梦工厂的顾问，并且坚信虚构的电影需要遵守物理定律……
Alejandro -在创作电影时，导演必须考虑呈现的是什么样的世界，以及这个世界中的事物是怎样的。通常情况下，观众会与一个感觉真实、可信的世界产生更多的联系，而拥有可信的物理效果对创造一个可信的世界大有帮助，它可以暂时打消观众的怀疑，让他们真正投入其中。
Georgia:那么你将如何着手创建那种现实的物理规则呢?
亚历杭德罗:动画师——他们从研究基本动作开始，再创造基本动作，他们意识到，在某些情况下，在电影中，物理规则会被打破。但是，在大多数情况下，他们希望遵循物理定律，对于像火和烟这样的特效动画，他们也希望这些看起来可信。
Georgia:这只是一个在现实世界中观察并复制它的例子，还是你有像公式一样的东西来制造完美的火?
Alejandro -哦，肯定有方程式。我应该提到的是，所有的工作室都有设计计算机模拟(流体)的科学家，通常这些人都受过物理学或机械工程等方面的经典训练，他们的模拟与常规物理研究中的模拟相似。
乔治亚-所以这真的是一个科学家在绘图板上的案例，我猜?
亚历杭德罗-是的。现在有一个主要的区别是，在工作室工作的科学家，他们必须能够有一个模拟，他们称之为“艺术指导”。例如，他们可能会模拟烟雾，并将其展示给导演，导演会说:“嗯，我喜欢这个，但我需要烟雾朝这个方向移动，我还需要烟雾看起来更友好——烟雾看起来太愤怒了。”认真地说，这正是他们得到的反馈，所以他们必须去调整他们的模拟，以适应导演对故事的看法。
格鲁吉亚-;我想，在类似的情况下，你提到了正确的物理原理，但许多动画都有相当滑稽，古怪的事情发生，这完全违背了重力等事物的规律。你怎么做呢?
Alejandro -通常打破物理定律是为了缓解紧张感，因为这通常会消除场景中可能存在的危险，而更戏剧化的场景往往会有更现实的物理效果。因此，调整物理的准确性可以作为电影情节的一种手段。
Georgia:那么你能不能给我举一个你参与制作的电影的例子，以及你是如何(某种程度上)完成这个过程的?
亚历杭德罗:是的，所以这是马达加斯加3。电影中有很多马戏团表演，所以我和动画师一起做了空中飞人和走钢丝的动作。你知道，如果你有一只河马和一只长颈鹿在钢索上，你如何让它们移动，这样当它们试图保持平衡时，看起来才可信?
乔治亚——我喜欢这个——你一定要让长颈鹿和河马在走钢丝的样子看起来可信吗?
亚历杭德罗-没错，没错!我认为我们在这方面非常成功。
乔治亚:就《马达加斯加3》而言，我想这是一部从头开始制作的电影。但是还有一些电影，动画是在现实生活中分层的，比如使用动作捕捉——这与你提到的过程有什么不同?
Alejandro -动作捕捉通常用于真人电影，他们试图采用一个主要是人类但经过修改的角色……
格鲁吉亚-;比如咕噜?
亚历杭德罗-就像咕噜，没错-他是典型的例子。所以动作捕捉的局限性在于你总是需要一个像人一样移动的角色。你可以采用这种表演，动画师可以对其进行操作，但你基本上是从人类的表演开始的。一个例子是当你有一个非常大的角色，就像在巨人猎人杰克。所以这些巨人都是用动作捕捉完成的，但对它们的时间有最小的操纵。当你看到他们的时候，有时他们并不觉得自己是巨人，因为他们的行动完全像一个正常大小的人。在这方面有帮助的一件事实际上是放慢时间-这在最近的美国队长内战中被使用，其中一个角色在电影中的某个时刻非常大。他们为他做了动作捕捉，但后来他们放慢了时间，我想是放慢了三倍，这让这个角色感觉很庞大。
Georgia:最后，很明显，在电影中构思一个故事是一件非常困难的事情。但就物理原理而言——别人能要求你做的最难的一件事是什么?
Alejandro -动画师一直担心的一件事就是让角色有一种重量感。这是一个巨大的挑战，因为在运动的每个点上，你都必须确定什么样的力量在起作用，以及当角色与另一个角色互动时，会发生什么样的反应。所以最大的挑战是多个角色之间的互动，或者与环境中的元素的互动。
Georgia -所以比如说一个动画的战斗场景，那会有点像噩梦吗?
亚历杭德罗-没错!这可能是最具挑战性的镜头之一。
配音:艺术还是科学?
马伊姆·拜力克博士，《生活大爆炸》的演员
大多数动画并不仅仅依赖于它们的形象，它们往往是由演员为角色配音而赋予生命的。其中一位是神经科学家马伊姆·拜力克博士，他曾为《约翰尼·布拉沃》等动画片配音。她还因在电视剧《生活大爆炸》中饰演Amy Farah Fowler而广为人知。卢卡·比比克和她聊了聊她的配音生涯……
马伊姆——我年轻的时候做了很多配音工作——实际上我以前经常扮演男孩的声音，尽管我现在听起来不像个男孩。当我还小的时候，我的声音听起来更像一个小男孩，一个十岁或十一岁的男孩。这绝对是我所适合的。当我扮演女孩的时候，我经常会被安排扮演一个恶霸，因为我的声音有点粗糙;我的声音沙哑，我经常说纽约口音。我的父母都是纽约人，所以我很容易就能学会那种口音，一个孩子扮演的反派角色有很重的纽约口音，这是一个有趣的角色;这有点好笑。
Lucka:你认为你在配音时的身体动作能帮助你达到你想要达到的效果吗?
马伊姆:当然!你知道，这取决于角色在做什么，但很多时候，当我在配音的时候，我确实会做一些身体上的动作。当你在听旁白的时候，你完全可以分辨出是否有人在适当的地方有动作。例如，即使你看不到微笑，当你微笑着说某事时，你的声音听起来肯定是不同的。
卢卡:你怎么可能模仿不同的声音呢?
马伊姆——我不是一个完美的模仿者;有些人确实有一种天生的能力。《银行理论》中扮演沃罗威茨的演员西蒙·赫尔伯格;他有一种非凡的能力，可以模仿别人的声音;他对尼古拉斯·凯奇的模仿非常棒，听起来就像那个人。所以我没有西蒙那样的天赋，但对于那些能做到这一点的人来说，这肯定是有魔力的。
Lucka:作为一名神经科学家，你认为配音更像是一门科学还是一门艺术?
Mayim:我认为一切都是科学，所以对我来说艺术也是科学。
Lucka -太棒了-我也是。
马伊姆:你知道，我认为当你看到那些非常非常有才华的人。你知道配音演员可以模仿很多不同的声音，他们的大脑里有一些特别的东西，对于那些模仿得很好的人来说，他们可以模仿别人的声音，你真的会有一种感觉。这个人的大脑中有一些东西与其他演员的大脑中有很大的不同。所以，我想，两者都是健康的。
神经科学的一个好印象
与伦敦大学学院的索菲·斯科特教授合作
好的印象派和伟大的印象派有什么区别?来自伦敦大学学院的索菲·斯科特向克里斯·史密斯解释说，她在对业余爱好者和专业人士进行脑部扫描后，正在寻找答案。
Sophie -我想知道他们在做什么，所以我做了一些声音艺术家的个人案例，试图掌握他们改变声音时会发生什么。
克里斯:因为，当然，我们的大脑中有回路知道我们想说的话;我们的大脑中还有其他的回路控制着我们面部的肌肉，隔膜和声带的活动，但那是为了发出你自己的声音。所以让我站在一个试图改变自己声音的人的立场上。他们是怎么做到的?
苏菲:似乎发生了两件不同的事情。如果你拿非专业人士为例，比如我试着模仿我妈妈，你看到的是，我们实际上已经做了一个适当的研究，你可以看到在他们的大脑中他们实际上在思考那个声音的声音并且他们试图达到那个声音。他们用听觉目标来改变自己的声音。
声音艺术家的一个有趣之处在于，他们似乎不会那样做。我观察过几个人当他们改变声音时，他们所做的是驱动大脑的视觉和感觉运动部分。所以他们似乎在考虑人们的长相以及他们如何改变自己的声音，这是你在非专业人士身上看不到的。这似乎是一个完全不同的方法，一个人应该听起来像什么。
克里斯-嗯，当一个人成为职业球员，成为罗里·布雷姆纳，他可以做任何事，据我所知，他做的有什么不同吗?
你知道吗，希望有一天，当我有更多的人通过扫描仪时，我能给你一个更好的答案，但其中一件事似乎是一种完全不同的声音处理方法。所以，非专业人士他们考虑的是声音，专业人士似乎把声音看作是一种全身现象;他们考虑的是别人做的每件事;他们会谈论人们的眉毛在做什么，他们的手是如何移动的;这些事情不会直接影响你的声音。另一件事，有趣的是，我注意到和我合作过的声音艺术家们，和我合作过的印象派画家们，他们的声音通常都很有音乐感。所以，也许，他们只是像音乐家一样接近声音;他们的乐器，而不是思考演讲和演讲应该是什么样子的人。我认为其他所有人都在这么做。
Chris -当你说真正的优点时，他们会采用他们想要模仿的人的其他习惯。你的眼睛在你的大脑中读出你想看到的东西，因此，你在脑海中创造了声音，因为你看到他们的行为，你几乎听到了真实的人，所以你被愚弄了，认为他们听起来更像那个人，而不是他们真正的样子?
苏菲:嗯，你肯定看到了。如果你看YouTube上有很多关于人们做惊人印象的视频，他们通常会通过出现标签来帮助我们，所以这对我们有一点指导作用。但我认为这是更基本的，因为我注意到人们这样做，即使他们在做电台录音。所以他们在做一些只能通过声音来识别的事情但他们的身体运动方式仍然不同;他们会通过不同的面部动作来产生这种印象。所以我认为这是一种完全不同的方式来表达你的声音。
想想神经科学和解剖学上的细节我们是怎么做到的。你的声音是如何工作的，让你能够发出各种不同的声音，并试着听起来像别人?
嗯，我们通常不会这么想，但实际上，声音是一种难以置信的复杂乐器，它的运作方式与你在自然界中发现的其他任何东西都不一样，除了一些会唱歌的鸟类。
我们有喉头，也就是你的喉头，那是你发声的地方，所以如果你把手指放在喉咙上，发出“啊”的声音，你可以感觉到震动，那是我们大部分语言的来源，也是我们声音的某种用途。然后你用你的发音器来塑造它，这些发音器是你的嘴唇，你的舌头，你喉咙后面的软腭，还有你的下巴。这就好像你在演奏一种乐器，你不断地改变音色，通过你如何移动发音器。这就是我们说话的模版。
但在那里面它仍然是难以置信的灵活所以你可以用你的喉头做各种事情;你可以改变声音的音高;你可以改变你振动声带的方式，所以我现在正在用所谓的模特声音说话，但我可以用呼吸的声音说话，这种声音实际上并不完全来自喉部……
克里斯-就像《厨艺大师》里的那个女人?
苏菲:是的。或者我可以用一种低沉的声音说话。有些人非常非常讨厌它，实际上，在英国，这是一种很时髦的说话方式;很多很多上流社会的人都有很沙哑的声音。所以这是由喉部的变化引起的然后这些不同的变化都发生在发音器上。我在剑桥的老老板有一个非常重的鼻音，他只是使用软腭的方式不同。我有另一个同事，她说话的时候下巴有一种不同的张力，这是一些小的滴答声，这是一种暗示，让你知道你在和谁说话。
我能忘记一些东西吗?
为了弄清真相，克莱尔·阿姆斯特朗采访了剑桥大学神经学家劳拉·福特。
劳拉:要回答这个问题，首先要思考神经元层面的学习是什么。我们有两个神经细胞在互相交流;信息从一个细胞发出，被另一个神经元接收，这是一个强化的连接，因为我们经常使用它，我们正在学习和回忆信息。
所以我们需要做的就是试着鼓励这个神经元和另一个神经元交流，这就是遗忘的过程。
克莱尔-所以通过改变神经元之间的交流就有可能忘记一些东西?
劳拉:当然!我们有能力忘掉一些事情是很重要的。如果我们想一个例子;我们有一个婴儿在哭，我们想在半夜安慰他，让他重新入睡。所以婴儿会学习，它会联想到当它哭的时候会有一个拥抱，所以为了我们的理智，我们希望孩子忘记这种行为。所以我们将采取一个被称为“消失”的过程，也就是慢慢地走开，让你的孩子知道你在那里，但让他们学会如何自我抚慰。
克莱尔:那么当这种情况发生时，婴儿的大脑到底在发生什么呢?
劳拉:神经元，它们形成网络，它们互相交流。他们彼此交谈得越多，他们就成为了更好的朋友。这么说吧，当我们学习一些东西的时候，它几乎成为了我们系统中固有的一部分，在我们成长的过程中，这种情况在我们学习和获取新信息的过程中经常发生，并将其融入到我们的网络中。但我们可以，在大量的鼓励下，说服那个神经元与另一个神经元交谈，并与它们交朋友，这是一个遗忘的过程。你这样做的方式是，在第一次的情况下，它会更加努力，但它本身也会成为习惯。
所以这只是要求你的网络以不同的方式被招募，神经元与他们可能习惯的不同的人说话。这可能比在你学习的时候获取信息更难，但它肯定是可以做到的，在某些情况下，它是必不可少的!
谢谢你，劳拉，下次我注意到坏习惯时，我会记住这一点的!我想这意味着有一天我有希望摆脱它们。下周的问题中，我们将挤出这个问题的答案。
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