Att visualisera ett virus

Av naturliga skäl kommuniceras det just nu vitt och brett om den pågående pandemin och inte sällan bifogas bildmaterial för att locka oss till vidare läsning, visuellt orienterade varelser som vi är. Men vad är det för bilder vi ser och vad förmedlar egentligen det grafiska materialet?

Viruset SARS-CoV-2 tillhör familjen coronavirus, en grupp vars namn betingas av dess utseende. Glykoproteiner på virionets yta bidrar till att en ring, en gloria eller en corona tecknas runt viruset. Dessa utskott utgörs av S-proteiner (s som i spik eller det engelska spike) och är ett av den knappa handfull olika protein som viruset består av. Övriga är M-protein (membran), E-protein (envelope eller lipidhölje), N-protein (nukleokapsid) samt virusets genetiska material, dess genom, som i föreliggande fall utgörs av RNA.

Virus är, som bekant, mycket små biologiska entiteter och virion i corona-familjen är inte mer än mellan 120 och 160 nanometer (nm) i diameter. För att sätta det i något slags rimligt sammanhang så kan vi jämföra med diametern hos ett vanligt hårstrå som, mellan tummen och pekfingret, ligger någonstans mellan 75.000–100.000 nm.

Det mänskliga synsinnet är känsligt för ljus och det ljus som fångas av ögat är elektromagnetisk strålning inom ett våglängdsområde som ligger mellan 300–400 nm och 700–800 nm. Ljus har med andra ord en våglängd som är större än de 120–160 nm som är virusets diameter. Det innebär alltså att vi inte kan se viruset med blotta ögat, vi behöver använda något slags hjälpmedel om vi vill få visuell kontakt. Ett mikroskop, förslagsvis.


Mikrograf av coronaviruset

Bilden här intill är en färlagd mikrograf från amerikanska National Institute of Health (NIH). Det typiska, taggiga utseendet hos virus i corona-familjen framgår här tydligt.

Att bilden färglagts är ytterligare en konsekvens av de ovan nämnda optiska förutsättningarna; storleksmässigt rör vi oss under våglängden för synbart ljus och där finns inga färger. För att visuellt skilja S-protein från virionets övriga protein har färg använts, syftet är alltså pedagogiskt snarare än estetiskt.

Coronavirusets många ansikten

I inledningen till föreliggande text nämndes att det, i skrivande stund, kommuniceras ofta och mycket om den pågående pandemin och det kan finnas fog för att påstå att bildmaterialet spelar en bärande roll i flera av dessa fall. Nedan syns en skärmdump från en vanlig bildsökning i den populära sökmotorn Google och det är ett brett spektrum av färger och former som presenteras:


Google image search, 9 april 2020

Bilderna tycks vara ämnade att fånga läsarens intresse och även om de skiljer sig åt inbördes är det tydligt att det är varianter på samma tema; kraftiga färger och uppenbart överdrivna former som framhäver virusets spikklubbeutseende.

En av bilderna som fångades i sökmotorns nät har dock ett relativt lågmält uttryck till såväl färg som form, den sticker därmed ut en smula i sammanhanget. Det råkar dessutom vara den kanske mest spridda bilden av SARS-CoV-2; det handlar om den tredimensionella modell som Alissa Eckert och Dan Higgins producerade för den amerikanska smittskyddsmyndigheten CDC. En bild som sannolikt är bekant för de flesta som vandrar i takt med tiden.


CDC Coronavirus

Vetenskapsjournalisten Robert Roy Britt skrev en artikel för Elemental om just Eckert och Higgins bild där han beskriver för läsaren vad bilden egentligen visar. Britt påpekar också mycket riktigt att färgerna som används inte är "...what would appear if you could see the virus with your own eyes."

Någon som också intresserat sig för hur viruset visualiseras är professor Colette Gaiter vid University of Delaware, department of Art & Design. Gaiter skrev nyligen en artikel för The Conversation om hur SARS-CoV-2 visualiseras, men utifrån ett kriskommunikationsperspektiv. I artikeln nämner hon Eckert och Higgins 3D-modell samt kallar den för ett slags ikon som dels representerar viruset i sig och som dessutom symboliserar det hemska som för tillfället pågår i vår omvärld.

Gaiter konstaterar också att det föreligger en stor variation mellan hur viruset presenteras visuellt, men menar vidare att många av "...these images make the virus appear manageable. One cartoon-like image of the virus that has been appearing on Wired's website reduces the icon to something that resembles a toy. It comes from the mouth of a smiling, waving person. Again, the illustration expresses reassurance." Hon skriver också, lite längre ned i artikeln, att det kan finnas en poäng med detta uttryckssätt: "Though we don't have a vaccine, panicking accomplishes little – hence the lack of alarmist imagery. Patience is important, since cures and treatments will take time."

Men det finns också bilder som uppvisar andra egenskaper än de som Gaiter nämner i sin artikel. Bilder där SARS-CoV-2 inte alls uppfattas som en lätthanterlig, mjuk leksak utan där bildspråket istället präglas av aggressiva former och påträngande färger. Vassa S-proteiner som hotar, dramatisk ljussättning, skarpa varselfärger som signalerar fara eller något sjukt och onaturligt. Det är bilder som absolut kan beskrivas som alarmist imagery, bilder som alltså inte har en lugnande effekt. I sådana bilder görs viruset till den skurk många av oss upplever att det är, en skurk vi kan skylla pandemin på. Visualiseringar av det slaget är inte orättvisa ur ett emotionellt perspektiv, men de är inte heller korrekta ur ett mer nyktert, vetenskapligt perspektiv.

Den opålitliga bilden

Den belgiske surrealisten René Magritte (1898–1967) gjorde världen plågsamt medveten om bilders opålitlighet för snart 100 år sedan med kommentaren "Ceci n'est pas une pipe" och precis som professor Gaiter är inne på i sin artikel har vi med representationer att göra, varken mer eller mindre. De färger, och till viss del även de former, som kommuniceras föregås av medvetna val och det är något bildgooglaren är betjänt av att komma ihåg.

Hur ska en då resonera kring färg och form om det är vetenskaplig visualisering på nanoskalan som avses? Om syftet är att förmedla en så korrekt bild som möjligt?

Det finns öppna vetenskapliga resurser att utnyttja för att ta reda formen hos en proteinstruktur och det har brittiska Fusion Medical Animation gjort i syfte att producera ytterligare en 3D-modell av SARS-CoV-2. Genom att kombinera tre olika proteinstrukturer från proteindatabanken (PDB) har grafikerna lyckats skapa en, till formen, förhållandevis korrekt representation. För extra transparens har de dessutom uppgivit PDB-ID (proteindatabankens unika koder) för de strukturer de använt. Till allas vår glädje. Ett PDB-ID är dessutom alltid kopplat till en artikel med ett lika unikt PMID (PubMed-ID) så det vetenskapliga underlaget, alltså nästa länk i referenskedjan, finns direkt tillgängligt.

När det handlar om färger så blir det genast lite mer komplicerat eftersom det saknas egentliga standarder, bortsett från kemins CPK-skala. Inom livsvetenskaperna används, i de fall det går, flourescens, men när det inte är rimligt eller möjligt ställs den kommunicerande forskaren inför ett vägval.

Vi ska, som avslutning på den här texten, närma oss två möjliga vägar för den hypotetiske grafikern att välja. Den ena vägen har vi redan sett exempel på tidigt i föreliggande text; att godtyckligt använda färg för att framhäva olika komponenters egenskaper eller funktioner, som i den färglagda mikrografen ovan. En som länge vandrat längs den vägen är illustratören David S. Goodsell. Goodsells typiska uttryck och sätt att använda färg på är vida känt inom visualiseringskretsar och han har lyckats kombinera vetenskaplig korrekthet och stringens med ett tilltalande estetiskt hantverk. De illustrationer han producerar, för bland andra PDB, är handgjorda målningar i vattenfärg. Nyligen släppte han en illustration som föreställer coronaviruset utförd i hans omisskännliga stil, något som Washington Posts konst- och arkitekturkritiker Phillip Kennicott snappat upp i en intressant artikel med titeln Coronavirus is a killer. But this artist won't reduce it to a cartoon villain.


Coronavirus av David S. Goodsell

I artikeln svarar Goodsell på frågan om hur han resonerat kring valet av färger med att konstatera att "I did it in a color scheme I've used throughout my illustrations, to separate the different functional parts of the image." Uttalandet är snudd på ett eko från en intervju Goodsell gav för Science i april för ett år sedan, också det en läsvärd artikel för den som är intresserad av Goodsells arbete.

Den andra möjliga vägen vår grafiker kan välja att vandra är betydligt mer återhållen, men minst lika skarp. 3D-grafikern, tillika biologen, Dr. Monica Zoppè får representera det valet; en grafiker som sedan länge gjort en poäng av att inte använda färg i sina vetenskapliga animationer. I ytterligare en artikel från The Conversation med titeln Molecules do not have colour! hittar kommunikatören Kate Patterson argument för att avstå från att färgsätta det färglösa. I artikeln får vi även ta del av Dr. Zoppès tankar kring hur olika glansvärde i en monokrom bild kan användas för att signalera en molekyls hydrofoba eller hydrofila egenskaper, till exempel. Det är alltså struktur och textur som används för att beskriva olika funktioner eller egenskaper, inte färg.


"HIV spike binding to CD4 receptor" av Monica Zoppè

Monica Zoppè ligger för övrigt bakom det numera snart 15 år gamla italienska initiativet Scientific Visualization – ett slags programförklaring för vetenskaplig visualisering på nanoskalan. På webbplatsen finns, förutom flera intressanta publikationer på ämnet, en hel del animationer att titta på för den som vill veta mer om det färgfria uttryckssättet.

Organisationen ACMSIGGRAPH uppmärksammar förresten det italienska initiativet och Zoppès speciella stil och bidrag till visualiseringar på nanoskalan genom att inkludera en animation i den digitala utställningen Science of the unseen (2016). I den bifogade presentationen står att läsa att "Even for scientists, who naturally want to adhere strictly to scientific knowledge, there is always a major input of creative choice in the preparation of such animations", något som ligger i linje med ovan förda resonemang.

Sammanfattning

I ett läge där tillförlitlig information är av yttersta vikt är det rimligt att även kritiskt granska visuellt material. Kommunikation i kristider är känsligt och som vi har sett besitter bilder en förmåga att tala till oss, inte bara på ett intellektuellt plan, utan även på ett mer rått och emotionellt plan.

Hur media arbetar är naturligtvis en sak, men inom ramen för vetenskaplig kommunkation är transparens ett bärande koncept och en tydlig och obruten referenskedja en central komponent. Den metod som till exempel Goodsell, Zoppè och grafikerna hos Fusion Medical Animation arbetar enligt följer den praxis som ligger till grund för den vetenskapliga kommunikationen och är ett förfaringssätt som bidrar till att sprida nödvändig kunskap, snarare än åsikter eller känslor som riskerar att få människor att agera irrationellt.

Erik Svallingson

Bibliotekarie med en bakgrund i både omvårdnad och grafisk design, och ett stort intresse i vetenskaplig visualisering.