כיצד אנו לומדים מיומנויות חדשות כגון צעדי ריקוד חדשים, חבטה בכדור, קליעה לסל או כתיבה? אחד המנגנונים החשובים בלמידה ובשיפור מיומנויות הוא למידה באמצעות חיזוקים – Reinforcement Learning.

למידה באמצעות חיזוקים מבוססת על משובים חיוביים ושליליים המאפשרים שיפור מתמיד. מנגנון הישרדותי חשוב זה, שהתפתח ביונקים במהלך האבולוציה, מהווה השראה עבור מהנדסים היוצרים מערכות מלאכותיות לומדות המשפרות את ביצועיהן באופן אוטומטי על סמך המשוב שהן מקבלות על פעולות קודמות שלהן.

צוות בין-תחומי של חוקרי הטכניון מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט ומהפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי חקר את התהליך המוחי המתרחש בבעלי חיים בלמידה באמצעות חיזוקים. את המחקר שהתפרסם בכתב העת Neuron הובילו פרופ' ג'קי שילר, פרופ' עמרי ברק והדוקטורנטים שחר לוי ומריה לבזין מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט, פרופ' רונן טלמון ופרופ' רון מאיר מהפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי וד"ר הדס בן איסטי, פוסט-דוקטורנטית בהנחיה משותפת של פרופ' שילר ופרופ' טלמון.

החוקרים הצליחו למפות מנגנון של משוב מוחי המסייע ליונקים לשפר את מיומנויותיהם בפעולות מוטוריות המצריכות תנועות ידיים עדינות ומורכבות. באמצעות דימות וכלים גנטיים, התנהגותיים וחישוביים חקרו החוקרים את המנגנונים המוחיים המאפשרים לעכבר ללמוד תנועה מורכבת בגפה הקדמית.

לפני העכבר הונחו פיסות מזון על מגש מסתובב, והעכבר נדרש ללמוד לתפוס אותן ולהביאן לפיו כדי לאכול אותן – בדומה לילד קטן הלומד לאכול בידיים. כדי לרכוש מיומנות זו נדרשת למידה של תנועה מורכבת, והעכבר מצליח רק בכמחצית מהניסיונות גם לאחר שהוא נהיה "מומחה". החוקרים גילו כי תהליך הלמידה, המאפשר לעכבר לשפר את תנועות הידיים שלו מניסיון לניסיון, קשור לתיעוד של הצלחות וכישלונות. לתיעוד זה אחראיות שתי אוכלוסיות נוירונים שונות וייחודיות השוכנות בקליפת המוח המוטורית – "נוירוני הצלחה" ו"נוירוני כישלון".

לדברי פרופ' שילר, "נוירוני ההצלחה והכישלון" אינם מתעדים כל תנועה בנפרד, וגם לא את התגמול עצמו (האוכל), אלא הם משקללים את מכלול הפעולה וזוכרים אם החיה הצליחה או נכשלה בהשגת המטרה (end result) – השגת המזון, במקרה זה. ממצאי המחקר מצביעים על כך שהפעולה החישובית שהנוירונים האמורים מבצעים במוחם היא פעולה מורכבת המשקפת ייצוג מנטלי גבוה ולא רק ייצוג של התנועה או של התגמול לבדם.

החוקרים גילו כי ניסיונותיו של העכבר ללמוד תנועה חדשה (motor learning) מטביעים במוחו עקבות של כישלון והצלחה, ועקבות אלה מצטברות לכדי זיכרון מוטורי המאפשר לו להשתפר מניסיון לניסיון. הפעילות המוחית של הצלחה וכישלון מתרחשת בשכבות השונות של קליפת המוח, הקורטקס. בתחילה היא מחושבת בשכבה החיצונית יותר של קליפת המוח המוטורית, ואז היא נשמרת ומועברת לרשת העצבית בשכבות העמוקות יותר של קליפת המוח, שם מנוסחות פקודות התנועה הבאה.

גילויים של "נוירוני ההצלחה והכישלון" הוא צעד ראשון וחשוב בהבנה של המתרחש בקליפת המוח בשעת למידה באמצעות חיזוקים. עם זאת, אומרים החוקרים, עדיין רב הנסתר על הגלוי. "בעתיד נרצה לגלות, לדוגמה, מהם המסלולים המוחיים המשתתפים בהפעלת תאים אלה וכיצד אפשר להשתמש באותות אלה, בשילוב עם ממשקי מכונה-מוח, לשיפור התנועה בחולים, כגון חולי פרקינסון."

בשל מורכבותם של יחסי הגומלין בין תנועה לפעילות מוחית הצריך המחקר הנוכחי שילוב בין שיטות ניסוי שונות בעת ובעונה אחת – מניפולציות התנהגותיות, משימות מורכבות של כף היד, מיפוי סידן בתאים והתערבות אופטוגנטית (הפעלה או דיכוי של תאי המוח על ידי אור). לשם כך חברו חוקרי הפקולטה לרפואה, שהובילו את הצד הניסויי, לחוקרים מהפקולטה להנדסת חשמל שהובילו את הצד החישובי. במחקר השתתף פרופ' אדם הנטמן ממכון הווארד יוז בארצות הברית, שם שהתה פרופ' שילר יחד עם תלמידתה ד"ר מריה לבזין והגתה את הפרויקט. במחקר תמכו תוכנית המחקר המשותפת ישראל-ארה”ב (BSF-NSF), רשויות הבריאות האמריקאיות (NIH), הקרן הלאומית (הישראלית) למדע (ISF), קרן אדליס ומרכז פרינס.

למאמר ב- Neuron  לחצו כאן

תמונה שהופקה במיקרוסקופ דו-פוטוני (TPEF): פעילות של תאי עצב בקליפת המוח המוטורית כפי שנרשמה במהלך ביצוע מטלה מוטורית. הפעילות מיוצגת בסקלה הנעה בין אדום, המייצג פעילות חשמלית גבוהה, לכחול המייצג פעילות נמוכה. תאים הנמצאים בשכבה העמוקה של קליפת המוח התנועתית )מימין, שכבה 5) הציגו פעילות הקשורה בעיקר לתנועה עצמה, ואילו תאים הנמצאים בשכבות החיצוניות יותר של קליפת המוח התנועתית (משמאל, שכבות 3-2) הציגו פעילות ייחודית המספקת משוב על ביצוע מוטורי מוצלח באמצעות "תאי הצלחה" ועל ביצוע מוטורי לא מוצלח באמצעות "תאי כישלון."

ד"ר דניאל סודרי

תוכנית "הכוכבים העולים" של אינטל העולמית בחרה בעשרה חברי סגל הצפויים לפתח טכנולוגיות מחשוב חדשות. חוקרים אלה מפתחים כבר כיום טכנולוגיות חדשניות בתחומים מגוונים – ממחשוב ענן, דרך פלטפורמות מחשוב והתקני זיכרון הפועלים בהספק נמוך במיוחד, ועד מערכות בינה מלאכותית הלומדות תוך כדי תנועה.

התוכנית מטפחת אקדמאים הצפויים להפוך למנהיגי העתיד בטכנולוגיות מחשוב פורצות דרך ותומכת גם בשיתופי פעולה ארוכי טווח עם אנשי מפתח בתחום הטכני באינטל. החוקרים נבחרו  על סמך מחקר מתמשך במדעי המחשב, בהנדסה ובמדעי החברה כדי לתמוך במהפכה הדיגיטלית העולמית בתחומים הבאים: תוכנה, אבטחה, ענן, זיכרון, ארכיטקטורה ועיבוד.

ד"ר דניאל סודרי נבחר לרשימה היוקרתית לנוכח הישגיו הנוגעים לאתגרי הליבה בייעול הלמידה העמוקה במונחים של משאבי מחשוב. המודלים שפיתח מאפשרים להפיק מרשתות נוירונים ביצועים טובים ללא צורך בדיוק נומרי גבוה, וכך סוללים את הדרך לצמצום שטח הצ'יפ, לצמצום הזיכרון הנדרש לאחסון רשת הנוירונים ולשיפור משמעותי בניצולת האנרגטית.

ד"ר סודרי השלים את כל תאריו בטכניון – תואר ראשון (בהצטיינות יתרה) בהנדסת חשמל ובפיזיקה ודוקטורט במסלול ישיר במרכז לחקר רשתות ביולוגיות בהנחיית פרופ' רון מאיר. הוא הצטרף לסגל הפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי באוקטובר 2017 אחרי פוסט-דוקטורט באוניברסיטת קולומביה בניו-יורק, שם עסק בקשרים בין מדעי המוח ללמידה חישובית.

ד"ר סודרי, עמית קתדרת טאוב למנהיגים במדע וטכנולוגיה, זכה במענק AI GRANT, בפרס גולדברג על תרומה לתעשייה הישראלית, במלגת Gruss Lipper, במלגת Technion-MIT ועוד.

בעבודתו המחקרית משלב ד"ר סודרי תאוריה ופרקטיקה בספקטרום רחב של תחומים ובהם למידה

עמוקה ((Deep learning, מערכות לומדות, למידה חישובית ומדעי המוח. למחקריו השלכות יישומיות רבות ומגוונות ובהן זיהוי עצמים בתמונות, זיהוי דיבור, ניבוי התפשטות מגפות ושיפור ביצועים של טלפונים סלולריים.

ד"ר סודרי הוא היחיד ברשימה מאוניברסיטה מחוץ לארה"ב. שאר חברי הסגל ברשימה הם מאוניברסיטאות אמריקאיות מובילות: קורנל, ג'ורג'יה טק, סטנפורד, אוניברסיטת קליפורניה סן דייגו, אוניברסיטת אילינוי באורבנה שמפיין, אוניברסיטת מישיגן, אוניברסיטת פנסילבניה, אוניברסיטת טקסס באוסטין ואוניברסיטת וושינגטון.

חוקרים בטכניון פיתחו שיטה חדשנית, בעלת דיוק גבוה, לאבחון קורונה ללא צורך בהגברת PCR. בשיטה זו מזוהה נוכחותו של נגיף SARS-CoV-2 בדגימה על סמך ספירה וכימות של מולקולות אר-אן-איי בודדות.

פרופ' עמית מלר

את המחקר שהתפרסם בכתב העת ACS Nano הובילו פרופ' עמית מלר והפוסט-דוקטורנטית ד"ר יאנה רוזבסקי והשתתפו בו ד"ר טל גלבוע, ד"ר קסנדר ון קוטן וד"ר דיאנה הוטנר – כולם חוקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון – ופרופ' אולריקה שטיין ממרכז מקס דלברוק לרפואה מולקולרית ומבית החולים שריטה בברלין.

בדיקת RT-qPCR, שהיא הבדיקה הנהוגה כיום באבחון Covid-19, מבוססת על שורה של שלבי הכנה ובהם איסוף הדגימה מהנבדק באמצעות מטוש, "פתיחה" של הנגיף כדי לחשוף את החומר הגנטי שבתוכו ומיצוי החומר הגנטי של האר-אן-איי. לאחר מכן מגיע שלב ה-RT, ובעברית "שעתוק לאחור", שבו מתורגמים רצפי האר-אן-איי לרצפי די-אן-איי, ואחריו שלב ה-PCR ("הגברה מעריכית") שמכפיל שוב ושוב את מולקולות הדי-אן-איי כדי להגיע לכמות המאפשרת דגימה שלהן בתמיסה וקביעה אם אכן מדובר בדי-אן-איי של SARS-CoV-2.

בדיקת RT-qPCR היא תהליך ממושך המצריך חומרים מיוחדים (ריאגנטים), ציוד מעבדה יקר ואנשי מקצוע מנוסים. יתר על כן, מחקרים שנערכו לאחרונה מעידים כי תוצאות הבדיקה עשויות להשתנות מיום ליום וכי בתהליך ההגברה המאסיבי עלולות להיווצר טעויות משמעותיות. זה הרקע למאמץ הכלל עולמי לפיתוח שיטות מהירות, זולות ומדויקות יותר. זהו אתגר מורכב מאוד כשלעצמו, והוא מורכב במיוחד כאשר מולקולות הנגיף מועטות ואינן תופסות חלק משמעותי בדגימה.

שיטת האבחון החדשנית שמציגה קבוצת המחקר של פרופ' מלר במאמר מבוססת על טכנולוגיה מקורית שהוא מפתח בעשור האחרון, טכנולוגיה שיעילותה כבר הודגמה בהקשרים רבים אחרים. מטרתה: single-molecule sensing, כלומר אבחון קליני על סמך אנליזה של מולקולות ביולוגיות בודדות, ללא צורך בדגימות גדולות המכילות העתקים רבים של אותה מולקולה. טכנולוגיה זו, שפותחה בין השאר לצורך אבחון תאי סרטן על סמך סמנים ביולוגיים, מבוססת על משיכת מולקולות ביולוגיות כגון די-אן-איי, באמצעות שדה חשמלי, לתוך חור ננומטרי המכיל חיישנים חשמליים או אופטיים. הפלט האלקטרוני עובר ניתוח חישובי המאפשר זיהוי וספירה ישירה ומיידית של המולקולות. גישה זו פותחת אפשרות למזעור מערכות החישה המולקולריות תוך שיפור הדיוק והאמינות של הבדיקות והרחבתן למקרים שבהם הגברת ה-PCR אינה יעילה או שהיא פוגעת במהימנות הבדיקה.

ד"ר יאנה רוזבסקי

המאמר הנוכחי מציג יישומים של שיטה זו בשני הקשרים: איתור מולקולות אר-אן-איי המדווחות על היווצרות סרטן גרורתי ואבחון קורונה. בשני המקרים פיתחו החוקרים תהליך לפירוק אנזימטי של כל מולקולות הרקע מלבד מולקולות המטרה הרלוונטיות.  בהקשר הראשון הדגימו החוקרים את פוטנציאל השיטה לטובת גילוי מוקדם של סרטן גרורתי, וזאת על ידי כימות עוצמת ההתבטאות של MACC1 – אחד הגנים החיוניים למעבר למצב גרורתי. הודות לרגישותה הרבה הצליחה הטכניקה החדשה לכמת את התבטאות הגן במדויק בתאים סרטניים מתחילת המחלה – אתגר שטכנולוגיות מבוססות PCR  כשלו בו. למותר לציין שככל שהסמנים הגנטיים של מחלת הסרטן מתגלים בשלב מוקדם יותר, סיכויי הצלחת הטיפול גדלים מאוד.

בהקשר השני החוקרים כימתו באותה שיטה את מולקולות האר-אן-איי של נגיף SARS-CoV-2. השיטה המוצגת במאמר, RT-qNP, אינה השיטה הראשונה לאנליזה של מולקולה בודדת, אולם בניגוד לקודמותיה היא מייתרת תהליכים מקדימים המכניסים "רעש" וחוסר דיוק למערכת. שניים מתהליכים "מרעישים" אלה הם טיהור הדגימה, המוביל לאובדן של רוב הסמנים הביולוגיים המשמעותיים, והגברה של מולקולות הדי-אן-איי המובילה כאמור לשגיאות ולאבחון שגוי.
לדברי פרופ' מלר, "השיטה שלנו מאפשרת חישה כמותית של הביטוי הגנטי של המולקולה באמצעות התקן מבוסס ננו-חיישנים פשוט יחסית, ללא צורך בטיהור הדגימה וללא צורך בהגברה – תהליכים הפוגעים ברגישות הבדיקה ובמהימנותה. כפי שהראינו, הטכנולוגיה שלנו משמרת במשך כל התהליך את רמת הביטוי הגנטי של מולקולות האר-אן-איי המקוריות. כך מושגת אנליזה מדויקת יותר, החיונית בשני ההקשרים הנדונים – סרטן גרורתי ונגיף SARS-CoV-2."

עבור קבוצת המחקר של פרופ' מלר, המאמר הנוכחי הוא ציון דרך חשוב מאוד אולם אינו סוף פסוק. מערכת החישה המבוססת ננו-חרירים עתידה להפוך להתקן נייד ולייתר את השימוש בציוד מעבדתי מסורבל. המחקר ממשיך לאפיקים טכנולוגיים וקליניים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון תוך שיתוף פעולה עם בנק הדגימות (biobank) בקריה הרפואית רמב"ם. בה בעת נעשים צעדים למסחור הטכנולוגיה כדי להביאה בהקדם האפשרי לשימוש רחב.

ד"ר דיאנה הוטנר

ד"ר קסנדר ון קוטן

המחקר נתמך על ידי האיחוד האירופי (מענק ERC במסגרת תוכנית Horizon 2020 של הנציבות האירופית למחקר באיחוד האירופי), קרן המדע הלאומית (ISF) ותוכנית SignGene התומכת במשתלמים לדוקטורט.

למאמר במגזין ACS NANO  לחצו כאן

אתמול (א') נפתח בטכניון בית ספר קיץ בנושא מבוא למחשוב קוונטי מעשי – קורס מרוכז במתכונת מקוונת, בהשתתפות של יותר מ-450 איש, שיימשך עד יום שישי 16 באוקטובר. בית הספר יחשוף את המשתתפים ליסודות התאוריה של תורת המחשוב הקוונטי ויכלול קורס מעשי בתכנות על מחשב קוונטי זעיר של IBM. ‎ראוי להדגיש כי הקורס אינו מניח היכרות מעמיקה של הסטודנטים בקורס זה עם שפות תכנות אלא רק היכרות בסיסית עם סביבת תכנות, דבר שמאפשר לסטודנטים ממגוון פקולטות וגורמים מהתעשייה לצלול פנימה לעולם המחשוב הקוונטי ללא הכנה מוקדמת.

בשנים האחרונות עבר המחשוב הקוונטי אבולוציה דרמטית והפך מתחום מחקר אקדמי טהור לטכנולוגיה בהתהוות. כעת, כשברור שהמחשוב הקוונטי צפוי להפוך לתחום מרכזי בעתיד המחשוב, פותח בית הספר למחשוב קוונטי בטכניון את שעריו לכל מי שמעוניין להיכנס לעולם מאתגר זה ולקחת חלק במהפכת המחשוב הקוונטי.

לדברי מארגני הקורס, חברות ענק כמו אמזון, מרצדס ו- ,Pfizerכמו גם בתי השקעות גדולים, בונים היום את התשתית שתאפשר להן להיות ערוכים לעתיד הקוונטי. הטכניון, כמוסד מוביל במדע ובטכנולוגיה, מעודד את הסטודנטים לתואר ראשון ללמוד מחשוב קוונטי כדי לספק את הדרישה של תעשיות ההייטק בשנים הקרובות וכן להמשיך לתארים מתקדמים ולהיכנס למחקר בתחום מלהיב וחלוצי זה.

"מחשבים קוונטיים הם הבטחה גדולה הצפויה לחולל מהפכה בעולם המחשוב," אומר ד"ר נתנאל לינדנר, העומד בראש בית הספר. "במשימות מסוימות הם צפויים להוביל לקפיצת מדרגה איכותית יחסית למחשבים המוכרים לנו. אף שעדיין איננו יכולים לחזות את היקף השפעתם של המחשבים הקוונטים, יש בקהילה המדעית תמימות דעים שהשפעתם על המחקר, התעשייה והעסקים תהיה עצומה."

בית הספר מתקיים במסגרת מרכז הקוונטום ע"ש הלן דילר בטכניון ובתמיכתו הנדיבה של רוברט מגיד, התומך זה שנים בפעילות הקוונטום בטכניון. לדברי ראש המרכז פרופ' יוסי אברון, "המחשבים הקוונטיים הקיימים עדיין נמצאים בחיתוליהם ואין להם שימושים פרקטיים. הם משמשים פלטפורמה למשחקים של מדעני מחשוב קוונטים ומזכירים את הסנוניות של עולם המחשוב, כמו משחק המחשב של אטארי שהקדים את המחשבים האישיים הראשונים."

את החלק המעשי של הקורס, שנועד להכשיר את המשתתפים ולהעניק להם את הידע הנדרש לכתיבת תוכנה המפעילה מחשבים קוונטיים, יעבירו הדוקטורנטית תסנים ותד וד"ר יוסי ווינשטיין. לדברי ותד, "התוכנה האמורה מאפשרת לממש מגוון רחב של אפליקציות, ניסויים ואלגוריתמים קוונטיים, והקורס יעניק למשתתפים הזדמנות לחקור ולגלות בעצמם מה הן האפשרויות הגלומות בעולם המחשוב הקוונטי. המשתתפים בחלק המעשי ילמדו להשתמש בממשק הגרפי של  IBMהזמין כממשק Web browser. ממשק ידידותי זה מאפשר למשתמש לבנות מעגלים קוונטיים בצורה גרפית ולהריץ אותם מרחוק על גבי המחשבים הקוונטיים של IBM. ‎‎בנוסף יועברו תרגולים מעמיקים על השימוש בספרייה הנקראת Qiskit שפותחה גם היא על ידיIBM . ספרייה זו כתובה בשפת Python  והיא כוללת כלים ופונקציות מובנות המשמשות לבניית מעגלים קוונטיים מורכבים. הספרייה מכילה מגוון גדול של אלגוריתמים קוונטיים שלמים. אחת הדוגמאות המעניינות הנמצאות בספרייה היא אלגוריתם חדש יחסית לחישוב מצבי יסוד של מולקולות על ידי חישוב משולב על גבי המחשב הקלאסי והמחשב הקוונטי".

המדד בחן את מספר בוגרי התואר הראשון שהפכו ליזמים והקימו חברות הזנק בין 1 בינואר 2006 ל-31 באוגוסט 2020. בתקופה זו הקימו 602 מבוגרי הטכניון 509 חברות שגייסו סכום כולל של 12.4 מיליארד דולר.

בראש הרשימה העולמית ניצבת אוניברסיטת סטנפורד ובמקום הראשון בישראל אוניברסיטת תל אביב.

מיום הקמתו חרת הטכניון על דגלו את השילוב בין מדע בסיסי ומחקר יישומי, וקורס היזמות הראשון בטכניון נוסד לפני יותר משלושה עשורים על ידי פרופ'-מחקר דן שכטמן, לימים חתן פרס נובל בכימיה.

בוגרי הטכניון אחראים במידה רבה ליצירתה של "אומת הסטארטאפ" הישראלית. על פי מחקר של מוסד נאמן, בתוך 20 שנה (מ-1995) הקימו בוגרי הטכניון יותר מ-1,600 חברות שהניבו יותר מ-30 מיליארד דולר וייצרו כמעט 100 אלף מקומות עבודה.

בשנים האחרונות הרחיב הטכניון והעמיק את לימודי היזמות לסטודנטים בתואר ראשון. קדמה לכך עבודת מחקר נרחבת במסגרת מוסד נאמן, שהובילה למסמך "יזמות בטכניון – מסמך רקע לגיבוש מדיניות טכניונית" ולפרסומים נוספים שהציגו מתווה לחינוך יזמי משמעותי בטכניון.

בנובמבר 2018 זכה הטכניון במענק של 10 מיליון ש"ח בתחרות "חזון הקמפוס החדש" של ות"ת ומל"ג לקידום היזמות והחדשנות. מענק זה האיץ את הקמת t-hub – מרכז היזמות והחדשנות של הטכניון, הפועל בשיתוף פעולה עם התעשייה ומקנה כלים לחשיבה יזמית ויצירתית לקהילת הטכניון.

השנה משיק הטכניון את תוכנית מנהיגי שוליך ליזמות שתקבל 15 סטודנטים חדשים בכל שנה. התוכנית תעניק לסטודנטים תמיכה כלכלית משמעותית והעשרה אקדמית ומעשית במנהיגות וביזמות.

למדד PitchBook, לחצו כאן

*התמונות צולמו בהאקתון T-HACK שהתקיים במרץ 2019

קבוצת חוקרים בין-לאומית מישראל ומסקוטלנד מדווחת במגזין המדעי היוקרתי Nature Cancer על פריצת דרך העשויה להשפיע על הטיפול בהתפשטות לוקמיה למוח. בקבוצה שותפים חוקרים מהמערך ההמטולוגי-אונקולוגי במרכז שניידר לרפואת ילדים ואוניברסיטת ת"א, מהטכניון ומאוניברסיטת גלאזגו.

המחקר האמור מתמקד בלוקמיה לימפובלסטית חריפה – הסרטן הנפוץ ביותר בילדים. אף שאחוזי ההחלמה ממחלה זו גבוהים יחסית, הטיפול קשה ומלווה בתופעות לוואי רבות, העשויות להופיע שנים לאחר ההחלמה.

מאחר שאחת הסכנות הגדולות במחלה זו היא התפשטות של גרורות למוח, ילדים המאובחנים כחולים בלוקמיה לימפובלסטית חריפה מקבלים טיפול מונע המגן על המוח מגרורות כאלה. כיום מבוסס טיפול זה על הזרקה של תרופות כימותרפיות לנוזל השדרה, ולעתים גם על הקרנות לגולגולת, וגם כאן קיימת בעיה של תופעות לוואי. אלה נובעות מפגיעה בתפקוד המוח מכיוון שאותן תרופות כימותרפיות פוגעות גם בתאי מוח בריאים. זה הרקע למאמץ הכלל-עולמי לפתח טיפולים סלקטיביים יותר, שיפגעו בתאי הלוקמיה בלבד ולא בתאי המוח. במחקר הנוכחי התברר לראשונה כי הפתרון טמון בחומצות שומן.

חומצות שומן הן משאב חיוני לתא, וגם תאי הלוקמיה זקוקים להן. במח העצם ובדם מוצאים תאי הלוקמיה מספיק חומצות שומן, אולם כאשר הם נודדים למוח בתהליך הגרורתי הם מגיעים לאזור דל מאד בחומצות שומן. כדי להמשיך להתקיים ולשגשג שם, כך מתברר במחקר שהתפרסם כעת, הם פיתחו יכולת לייצר בעצמם את חומצות השומן האמורות.

על סמך תובנות אלה העריכו החוקרים כי טיפול בתרופות הבולמות יצירת חומצות שומן ימנעו מתאי הלוקמיה לייצר חומצות אלה וכך "ירעיבו" אותם ולא יאפשרו להם לשגשג במוח. ואכן, שימוש בתרופות כאלה בעכברים בלם את התפתחות הלוקמיה הגרורתית במוח.

התרופות ששימשו במחקר הנוכחי הן תרופות הנמצאות בפיתוח ולכן עדיין אינן מאושרות לשימוש בבני אדם; עם זאת, ממצאי המחקר פותחים צוהר חדש לטיפול מדויק יותר, וככל הנראה פחות רעיל, שימנע התפשטות לוקמיה למוח.

המאמר הוא פרי שיתוף פעולה בין קבוצות מחקר של שלושה חוקרים ובוצע על ידי שלוש חוקרות צעירות: ד"ר אנג'לה מריה סבינו ממעבדתו של פרופ' שי יזרעאלי מהמערך להמטואונקולוגיה ילדים במרכז שניידר לרפואת ילדים מקבוצת כללית והמחלקה לגנטיקה מולקולרית וביוכימיה בפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב, ד"ר שרה איזבל פרננדס ממעבדתו של פרופ' אייל גוטליב ממכון המחקר רפפורט ומהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון וד"ר אוריאן אוליבאריס ממעבדתה של ד"ר קריסטין הלסי מאוניברסיטת גלאזגו. חלק מסוים של המחקר בוצע במעבדה של פרופ' מייקל חרס בבית החולים לסרטן סלואון קטרינג בניו יורק.

ממצאי המחקר רלוונטיים לא רק ללוקמיה לימפובלסטית חריפה אלא גם לסוגי סרטן אחרים בילדים ומבוגרים כאחד. זאת משום שרוב התמותה מסרטן אינה נגרמת מהגידול הראשוני אלא מהתפשטות גרורות לאיברים מרוחקים. המחקר הנוכחי, המצביע על הסתגלותם של תאי הסרטן לאיברים שאליהם מתפשטות הגרורות, סולל דרך לטיפולים ביולוגיים שיחסמו את מנגנוני ההסתגלות האמורים וכך יבלמו את ההתפשטות הגרורתית.

המחקר נתמך על ידי המדען הראשי במשרד המדע והטכנולוגיה, הקרן האיטלקית לחקר הסרטן (FIRC),  קרן וויליאם ואליזבת דייוויס, קרן לורה ואייק פרלמוטר, קרן גרמניה-ישראל, קרן נורמן וסיידי לי, הקרן הלאומית למדע, האיחוד האירופי (ERA NET TRASCALL program), הקרן לחקר הסרטן בישראל ו-Cancer Research UK.

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement META-CAN No 766214.

בתחילת אוקטובר הכריזה ועדת פרס נובל על הפרסים בתחומים השונים לשנת 2020. שלושה מהזוכים החדשים זכו בשנים האחרונות בפרס הארווי מטעם הטכניון, ובכך חיזקו את מעמדו של פרס הארווי כ"מנבא נובל": יותר מ-30% מזוכי פרס הארווי מאז 1986 זכו לימים בפרס נובל.

הזוכות בפרס נובל בכימיה לשנת 2020 הן פרופ' עמנואל שרפנטייה, ראש מכון מקס פלנק לחקר הפתוגנים, ופרופ' ג'ניפר דאודנה מאוניברסיטת ברקלי, שקיבלו את פרס הארווי לפני פחות משנה, ב-3 בנובמבר 2019, יחד עם פרופ' פנג ז'אנג. השתיים יקבלו בדצמבר את פרס נובל בכימיה על "פענוח קוד החיים" ועל פיתוח CRISPR-Cas9, טכנולוגיה מהפכנית לעריכה גנטית.

בביקורה בטכניון לרגל קבלת פרס הארווי הרצתה פרופ' שרפנטייה בפקולטה לביולוגיה בטכניון, שם אמרה כי "לצערי, המדע הבסיסי אינו מקבל את תשומת הלב שמקבל המחקר היישומי. כיום מופעל על מדענים לחץ להקדיש את זמנם ליישומים, ואילו המדע הבסיסי דורש זמן והעמקה. לכן חשוב שממשלות וקרנות יעניקו גם לו את התמיכה הראויה."

פרופ' ריינהרד גנצל, שיקבל בדצמבר את פרס נובל בפיזיקה לשנת 2020, הוא חבר סגל באוניברסיטת ברקלי וראש מכון מקס פלנק לפיזיקה של החלל החיצון בגרכינג. פרופ' גנצל קיבל את פרס הארווי בשנת 2014 לצדו של פרופ' ג'יימס אליסון, שזכה בפרס נובל לרפואה לפני שנתיים. כעת יתחלק פרופ' גנצל במחצית פרס נובל בפיזיקה עם פרופ' אנדראה גז מאוניברסיטת קליפורניה לוס אנג'לס על גילוי "הסוד האפל ביותר ביקום" – חור שחור עצום הנמצא במרכז הגלקסיה שלנו, שביל החלב.

במחצית השנייה של פרס נובל בפיזיקה יזכה פרופ' רוג'ר פנרוז מאוניברסיטת אוקספורד. פנרוז, שיקבל את הפרס על פריצות דרך בתחומים שונים בפיזיקה ובהם תורת היחסות, המפץ הגדול והיווצרות חורים שחורים, קשור בתחום אחר – גאומטריה – לפרופ'-מחקר דן שכטמן, חבר סגל בפקולטה למדע והנדסה של חומרים וחתן פרס נובל בכימיה לשנת 2011. זאת משום ש"אריחי פנרוז" שהוא גילה פילסו את הדרך לגילוי הגבישים הקוואזי-מחזוריים שזיכו את פרופ' שכטמן בפרס נובל.

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון

ביום רביעי, 21 באוקטובר 2020, תיפתח בטכניון שנת הלימודים תשפ"א בסימן זינוק של 20% במספר הסטודנטים החדשים. השנה ילמדו לתואר ראשון בטכניון כ- 9,300 סטודנטים, יותר מ-40% מהם נשים. בבית הספר לתארים מתקדמים, המרכז את הלימודים לתואר שני ושלישי, ילמדו השנה 4,558 סטודנטים, 1,263 מהם לתואר PhD והשאר לתואר שני (מגיסטר).

כמה פקולטות ומסלולים בולטים השנה במיוחד בגידול במספר הסטודנטים החדשים לתואר ראשון – המסלול להנדסת נתונים ומידע בפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע"ש דוידסון, הפקולטה להנדסה ביו-רפואית, הפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל, הפקולטה למדעי המחשב ע"ש הנרי ומרילין טאוב והפקולטה להנדסת חשמל ע"ש אנדרו וארנה ויטרבי.

למרות הכוונה לפתוח את הסמסטר בהוראה היברידית, המשלבת למידה מקוונת עם נוכחות של מרצים וסטודנטים בקמפוס, נאלץ הטכניון לפתוח את השנה במתכונת של הוראה מקוונת בהתאם להנחיות המעודכנות של משרד הבריאות. עם זאת, הנהלת הטכניון הציבה את החזרה לקמפוס כיעד ראשון במעלה. זאת מתוך הבנה שהחיים, ההוראה והמחקר בתוך הקמפוס מהותיים לקיומה של הרוח האקדמית.

דיקן לימודי הסמכה בטכניון, פרופ' חוסאם חאיק

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון בירך את הסטודנטים החדשים והוותיקים עם פתיחת שנת הלימודים ואמר: "לחזרה של כולנו לקמפוס חשיבות אדירה, הגולשת הרבה מעבר לנוכחות הפורמלית בכיתות ובמעבדות. המפגש הבלתי אמצעי בין הסטודנטים לבין עצמם ובינם לבין חברי הסגל הוא חלק מהותי בהוויה האקדמית. האמצעים הטכנולוגיים השונים, משוכללים ככל שיהיו, אומנם מסייעים לנו אך אינם יכולים להחליף את המפגש הבין-אישי הישיר בקמפוס. עד שנוכל לשוב לכיתות, למעבדות, למרחבי הלימוד ולחיי הקמפוס נמשיך בהוראה מרחוק באמצעים מקוונים. ניצלנו היטב את חודשי הקיץ להיערך לחידוש הלימודים והשקענו משאבים רבים באבזור כיתות הלימוד בציוד צילום מתקדם ובהכנות לשילוב בין למידה מהקמפוס ולמידה מרחוק. בנוסף הרחבנו את התמיכה הכלכלית בסטודנטים, באמצעות מלגות והלוואות מיוחדות, ואנו נחושים להבטיח שמשבר הקורונה לא יקטע את רצף הלימודים של איש מהסטודנטים בטכניון."

דיקנית הסטודנטים פרופ' אילת פישמן

"אני רוצה לברך כל אחת ואחד מכם ולאחל לכם הצלחה והנאה בלימודים," אמר דיקן לימודי הסמכה בטכניון, פרופ' חוסאם חאיק. "המטרה העיקרית שלנו בטכניון היא לתת לכם את מיטב הכלים להתמודדות עם הלא נודע, באמצעות עיצוב הידע ופיתוח הכשרונות שלכם. לאחרונה שדרג הטכניון את גישות ההוראה והלמידה באמצעות שילוב טכנולוגיות של הוראה מרחוק ושיעורים שיתקיימו בכיתות בתוך הקמפוס. זאת כדי להבטיח שיעורים איכותיים ומרתקים לכלל הסטודנטים בין אם הם נמצאים בקמפוס או מחוצה לו."

"אנחנו כאן כדי לעזור לכם לממש את הפוטנציאל האישי שלכם בכל תחום שבחרתם ללמוד ובעיקר בתקופה מאתגרת זו," אמרה דיקנית הסטודנטים פרופ' אילת פישמן. "לשכת דיקנית הסטודנטים מציעה לסטודנטים ולסטודנטיות בטכניון מעטפת תמיכה רחבה הכוללת מגוון פתרונות דיור במעונות, סיוע כלכלי, הכוון ועזרה בלימודים באמצעות היחידה לקידום סטודנטים, סיוע רגשי, הכוון קריירה ומגוון פעילויות תרבות ופנאי."

עוד הוסיפה הדיקנית כי במהלך השבוע ישובו הסטודנטים למעונות בקמפוס וכי יש דרישה גבוהה לדיור בקמפוס. כדי לשמור על בריאות דרי המעונות ולצמצם את התפשטות מגפת הקורונה ככל האפשר העמיד הטכניון לרשות הסטודנטים הגרים במעונות עמדת בדיקות PCR לקורונה, שתהיה זמינה להם ללא עלות וללא הפנייה.

יו"ר אס"ט לינוי נגר שאול

"הטכניון הוא אי של שפיות בחברה הישראלית, מופת ודוגמה של דו קיום," אמרה יו"ר אס"ט לינוי נגר שאול. "לרשות הסטודנטים עומדים מגוון שירותים כדי לסייע להם לעבור בהצלחה ובקלות את תקופת הלימודים. אגודת הסטודנטים עושה הכול כדי לעשות סדר בין הזום והלמידה ההיברידית. כולי תקווה ואמונה שבהקדם האפשרי כל השירותים הנהדרים העומדים לרשותכם ישובו וייפתחו בקמפוס."

שנת לימודים טובה ומוצלחת!

ברכת נשיא הטכניון, פרופ' אורי סיון, לשנה החדשה 2020 התשפ"א

יום הכוון – פתיחת שנה”ל התשפ”א

התאבדות היא גורם מוות משמעותי בארץ ובעולם, ובכל שנה מתים בעולם כמיליון איש ובישראל כ-500. אף שבאוכלוסייה הכללית ההתאבדות אינה גורם מוות מוביל, בקרב צעירים עד גיל 24 היא סיבת המוות הראשית.

סיוע סוציאלי, פסיכולוגי ופסיכיאטרי הוא כלי יעיל במניעת התאבדויות, אולם הוא מופעל רק במקרים שהבעיה אובחנה והאדם מקבל טיפול. לפיכך נחוץ איתור של נטיות אובדניות באוכלוסייה הכללית. אתגר זה מורכב מאוד הן בשל העובדה שמידע רפואי בתחום בריאות הנפש מוגן בסודיות, והן משום שרבים באוכלוסיית הסיכון אינם פונים לסיוע.

ב-50 השנים האחרונות הושקעו מאמצים מחקריים רבים בפיתוח מודלים שיספקו איתור מוקדם של אנשים שנמצאים בסיכון ממשי לאובדנות. הבעיה היא שעד כה, המודלים הללו נשענו על שיטות סטטיסטיות מסורתיות וסיפקו ניבויים הדומים בהצלחתם לניבוי אקראי (chance level).

מחקר חדש של חוקרים מהטכניון והאוניברסיטה העברית מבשר על פריצת דרך בנושא זה. את המחקר שהתפרסם בכתב העת Scientific Reports מקבוצת Nature ערכו חוקרי הטכניון פרופ' רועי רייכרט (מומחה בעיבוד שפה טבעית) הפוסט-דוקטורנט ד"ר יעקב אופיר (פסיכולוגיה קלינית) והדוקטורנט רפאל טיקוצ'ינסקי (פסיכולוגיה חישובית) עם חוקרי האוניברסיטה העברית ד"ר איתי סיסו (קוגניציה וביג דאטה), פרופ' קריסטה אסטרחן (היבטים קוגניטיביים וחברתיים בלמידה) ופרופ' ברוך שוורץ (אינטראקציה חברתית והתפתחות קוגניטיבית). 

הכלים שפיתחה הקבוצה מאפשרים זיהוי מוקדם של אוכלוסיות סיכון בתוך האוכלוסייה הכללית, כך שהאיתור אינו מוגבל לאוכלוסייה שפונה לסיוע נפשי. המערכת משלבת למידת מכונה ועיבוד שפה טבעית עם תאוריה וכלי אבחון מעולמות הפסיכולוגיה והפסיכיאטריה, תוך שימוש ברשתות נוירונים רבודות. לדברי פרופ' רייכרט, "כיום אנו מבינים שאיתור נטייה אובדנית אינו יכול להתבסס רק על הבעת מצוקה מפורשת (למשל: 'אני רוצה למות') או על נתונים רפואיים רשמיים כמו נתונים פיזיולוגיים מסריקות מוח, אבחנות פסיכיאטריות ונתונים אחרים מתוך רשומות רפואיות. המאמצים לנבא ניסיונות התאבדות על סמך נתונים דמוגרפיים, פסיכולוגיים ורפואיים לא הניבו הצלחה מרשימה למרות חמישה עשורים של מחקר אינטנסיבי. לכן הבנו שעלינו להרחיב את היריעה ולתקוף את האתגר מכמה כיוונים בעת ובעונה אחת."

לדברי ד"ר אופיר, הרעיון למחקר נולד בעקבות  מותו הטראגי של הילד דוד-אל מזרחי ז"ל, ששם קץ לחייו בגיל 16 בעקבות מעשי בריונות ברשת ובמרחב הפיזי. "עד מהרה היה ברור כי כדי לזהות נטייה אובדנית בשלב מוקדם מספיק נדרש מחקר בין-דיסציפלינרי המשלב חוקרים מתחומים שונים. כך נוצרה אותה קבוצה בין-אוניברסיטאית ובין-תחומית."

החוקרים גילו כי אנשים עם נטיות אובדניות ממשיות ממעטים להשתמש בפוסטים שלהם במילים מסוכנות מובהקות (כגון death, kill, suicide). הם משתמשים יותר במילים כגון תיאורים שליליים (bad, worst), קללות (bitch, fucking), ביטויי מצוקה רגשית (mad, cry, hurt, sad) ותיאורי מצבים פיזיולוגיים שליליים (sick, pain, surgery, hospital). זאת בשעה שה"לא-אובדניים" נוטים לבטא יותר רגשות חיוביים, חוויות חיוביות, התייחסויות לדת וגישות חיוביות כלפי החיים – קורלציה התואמת מחקרים רבים אשר זיהו גורמים אלה כגורמי חוסן בהקשר של מצוקה נפשית ורגשית.

בסך הכול ניתחו החוקרים למעלה מ-80,000 פוסטים שהועלו לפייסבוק על ידי משתמשים בגירים בארה"ב והשוו את דפוסי השימוש שלהם בשפה עם הציונים שלהם במנעד רחב של מדדים פסיכולוגיים תקפים. "הכוח של האלגוריתם שמבוסס על עיבוד שפה טבעית מגיע מהיכולת שלו לנתח כמויות בלתי נתפסות של רמזים שפתיים, דבר שבני אדם אינם מסוגלים לעשות," מסביר רפאל טיקוצ'ינסקי. "בפרויקט הזה השתמשנו ברשתות נוירונים רבודות, שהן המילה האחרונה בתחום של בלשנות חישובית."

פרופ' אסטרחן משלימה ואומרת כי "למחקר יש חשיבות יישומית רבה באיתור של אנשים במצוקה והענקת עזרה נפשית בזמן. מעבר לכך הוא מדגים את הכוח הגלום בשיתוף פעולה רב-תחומי הדוק ושילוב ידע מתקדם במדעי החברה ובמדעי הנתונים. מצד אחד, השימוש בשיטות חישוביות מתקדמות פתח אפשרויות מחקריות חדשות. מצד שני, השיפור המשמעותי בשיעורי הדיוק הושג על ידי שימוש בתאוריות פסיכופתולוגיות בתוך המודלים החישוביים."

"קשה לי עם קלישאות," מסכם ד"ר אופיר, "אבל במקרה הזה אני מאמין שבסופו של יום, פריצת הדרך שהשגנו כאן מסוגלת להציל חיים. אני מקווה שהמחקר הנוכחי מסמן סנונית של תקווה בתחום הבריאות הנפשית."

הטקס התקיים ביום חמישי 15.10. לצפייה בטקס לחצו כאן.

הצעת המחקר שזיכתה את הקבוצה הבין-לאומית בפרסים כוללת שימוש ב"בועיות בין-תאיות" (EVs), המופרשות מתאים צעירים, להצערת מערכת החיסון ולהגנה על היכולות הקוגניטיביות בזיקנה.

שיתוף הפעולה בין ד"ר רון-הראל והחוקרים הנוספים ד"ר עאיישה סאלים וד"ר הירושי יאמאדה התרקם במסגרת יוזמה יוקרתית של ה NYAS (האקדמיה למדעים בניו יורק) והאקדמיה הלאומית היפנית, שהפגישה חוקרים צעירים מכל העולם במטרה לקדם את חקר הזיקנה ולסלול כיוונים חדשים למחקר. במסגרת זו זכתה קבוצת המחקר הבין-לאומית גם בפרס על הפרזנטציה הטובה ביותר.

Photo courtesy of the New York Academy of Science

בוגרת הטכניון ד"ר ליאת פטרפרוינד, פוסט-דוקטורנטית ב-École Normale Supérieure, זכתה במלגת לוריאל-אונסק"ו לחוקרות צעירות – דוקטורנטיות ופוסט-דוקטורנטיות. מלגת L'ORÉAL-UNESCO For Women In Science נוסדה בשנת 1998 והיא נועדה להכיר בתרומתן של מדעניות בולטות לקדמה המדעית ולעודד את שיתופן של נשים במחקר המדעי.

ד"ר ליאת פטרפרוינד

ד"ר פטרפרוינד השלימה את כל תואריה בפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב בטכניון: תואר ראשון במתמטיקה ובמדעי המחשב ותואר שני ודוקטורט במדעי המחשב. לדבריה, "הפקולטה למדעי המחשב בטכניון היא לא רק המקום שבו רכשתי את השכלתי האקדמית. היא הייתה עבורי כמו בית שני ואני מוקירה על כך תודה גדולה."

בעבודת הדוקטורט שלה, בהנחיית פרופ' בני קימלפלד, עסקה ד"ר פטרפרוינד בחקר העקרונות המתמטיים מאחורי ניתוח אוטומטי של מידע המכיל טקסט. לדברי פרופ' קימלפלד, "הבעיה בתחום זה הוא הנתק בין שתי פרדיגמות שונות – בין השפה והטקסט לבין מסדי הנתונים המבוססים על ידע טבלאי (עמודות ושורות) ועל שאילתות. נתק זה מונע ממשתמשים לנסח את שאלותיהם בשפה פשוטה. המחקר של ליאת, שנועד לגשר על הנתק הזה, נעשה בשיתוף פעולה עם ד"ר רונאלד פייגין ממעבדת המחקר של IBM בסן חוזה, קליפורניה, שהוא מחשובי החוקרים במדעי המחשב ומהאבות המייסדים של הלוגיקה החישובית ויסודות מסדי הנתונים. ליאת הציגה את מחקרה בהרצאות ובמאמרים בכנסים הבינלאומיים החשובים ביותר בתיאוריה של מסדי נתונים וניהול מידע."

את הפוסט-דוקטורט החלה ד"ר פטרפרוינד לפני כשנה בפריז והוא מתמקד במסדי נתונים גרפיים – למשל מסדי נתונים של רשתות חברתיות. לדבריה, "ייצוג מידע על ידי גרפים נהיה שימושי יותר ויותר בעשור האחרון והוא נפוץ במגוון רחב של תחומים מגוונים – למשל מסחר ובנקאות, כימיה, ביולוגיה וכו'. הבעיה היא שהחברות השונות, המציעות פתרונות לשליפה ולניתוח של מידע מתוך מסדי נתונים גרפיים, עובדות בשפות-שאילתה שונות ללא האחדה. הפרויקט שאני עובדת עליו הוא אותה האחדה (סטנדרטיזציה) של שפות השאילתה האלה, כלומר הגדרה של שפה אחידה לתשאול מסדי נתונים גרפיים. מדובר בפרויקט רחב בשיתוף גוף התקינה הבינלאומי ISO והוא משלב חברות מסחריות ושותפים אקדמיים בכל רחבי העולם."

לגבי העתיד היא אומרת שבכוונתה להמשיך לעסוק במחקר. "אני מאוד אוהבת את עולם המחקר ונהנית מהאתגרים שהוא מציב ומהיצירתיות שהוא מצריך. אני שמחה מאוד לעסוק במחקר משמעותי עם השפעה פוטנציאלית רחבה."

טכנולוגיות שפיתחו חוקרי הטכניון יאפשרו להשיב לקמפוס בביטחה את הסטודנטים, חברי הסגל והעובדים. בפרויקט "יוצרים קמפוס פתוח ובטוח" שייצא לדרך השבוע החליטה הנהלת הטכניון להשתמש באחת הטכנולוגיות האלה כדי לדגום את מערכת הביוב בקמפוס. כך, במקרה של התפרצות קורונה בקמפוס, תאותר ההתפרצות בשלב מוקדם ותטופל בהתאם.

החוקרים ואנשי קנדו מתקינים את הדוגמים בטכניון

השיטה החדשנית פותחה על ידי קבוצת המחקר של פרופ' ערן פרידלר מהיחידה להנדסת סביבה ומים בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית עם חוקרים ממשרד הבריאות, מאוניברסיטת בן גוריון בנגב וחברת "קנדו". היא מאפשרת ניטור RNA של נגיפי קורונה במי הביוב ומספקת נתונים על שיעור ההתפרצויות ופיזורן במרחב הגאוגרפי בקמפוס – מידע החיוני להתראה מוקדמת על התפרצויות ולאימות בלימת ההדבקה.

"לחזרה של הסטודנטים, חברי הסגל והעובדים לקמפוס חשיבות אדירה," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון, " כדי לאפשר חזרה לשגרה בריאה ובטוחה של הוראה ומחקר בקמפוס לצד הנגיף, עד שיימצאו חיסון או תרופה עלינו לקטוע את מעגלי ההדבקה באמצעות איתור מוקדם של מוקדי התפרצות, ניטור הנגיף במערכת הביוב יסייע לנו בכך. קמפוס הטכניון הוא אחד המקומות הראשונים שבהם תיושם הטכנולוגיה החדשנית לניטור קורונה באופן קבוע, וכך נקבל בזמן אמת מידע שוטף ועדכני על התפרצויות הנגיף ועל פיזורן בקמפוס ונוכל לטפל בהן בשלב מוקדם ולעצור את ההתפשטות."

אחד היתרונות הגדולים של ניטור קורונה באמצעות מערכת הביוב הוא מיפוי מהיר ומוקדם של אוכלוסייה גדולה, לרבות חולים א-סימפטומטיים. מיפוי זה, המבוסס על העובדה שהנגיף מגיע דרך הצואה למערכת הביוב, עשוי לאפשר מניעה מוקדמת של התפרצות מחודשת. בעולם כבר קיימות טכנולוגיות של "אפידמיולוגיה מבוססת שופכין" המשמשת לניטור חיידקים ונגיפים, ובישראל אותרו נגיפי פוליו במערכת הביוב בשנת 2013 – איתור שהוביל למבצע חיסונים שמנע מגפה ובלם את ההתפרצות.

חלק מצוות המחקר מהיחידה להנדסת סביבה ומים בטכניון. מימין לשמאל: ד"ר יובל אלפיה, פרופ' ערן פרידלר, ד"ר יהונתן שרעבי

"מערכת הביוב בנויה בצורה היררכית כך שניתן לחלק כל אזור לתתי אזורים ," מסביר פרופ' ערן פרידלר, "מבנה זה יאפשר לנו לנטר את השפכים בנקודות מסוימות וכך לזהות את שיעור החיוביים לקורונה ברמת האזור. כך נוכל להתמקד באזורים שבהם יש הדבקה גבוהה בלי בדיקות של האוכלוסייה עצמה ובלי צורך להגיע לאנשים רבים, לפחות עד זיהוי מוקד ההתפרצות."

הפרויקט בקמפוס הטכניון מבוסס על דיגום מושכל ב-10 שוחות בקרה באמצעות דוגמים אוטומטיים חכמים של חברת "קנדו" ועל זיהוי מוקדי התפרצות לפי הריכוז של RNA הנגיף בשפכים. הבדיקה מבוססת על אנליזה כימית ומיקרוביאלית-מולקולרית של דגימות השפכים. דגימות אלה יועברו למעבדה ייעודית, שם יעבור ה- RNA של הנגיף תהליך של ריכוז ולאחר מכן זיהוי וכימות באמצעות qPCR. הבדיקות ייעשו בסופו של כל יום דיגום והממצאים יהוו בסיס להערכת סיכונים מתמשכת ולקביעת סדרי עדיפויות בביצוע בדיקות סקר נרחבות שיעמדו לרשות באי הקמפוס.

בחודש מאי האחרון הייתה קבוצת המחקר של פרופ' פרידלר שותפה למחקר פיילוט ראשון מסוגו בישראל באשקלון – עיר בת 150,000 תושבים. העיר אשקלון חולקה לתתי אזורים והדיגום בוצע בשוחות ביוב נבחרות. הנגיף זוהה בשפכי העיר והחוקרים הצליחו לאתר שונות מרחבית של הנגיף בשפכים, עובדה המעידה על רמת הדבקה שונה בשכונות שונות. יתר על כן, הם הצליחו לאתר התפרצות של גל שני בעיר לפני גילויו בבדיקות הקורונה השגרתיות.

במחקר ארצי מקיף המתנהל בימים אלה בשיתוף עם משרד הבריאות דוגמים החוקרים מערכות ביוב של 14 ערים בישראל בכדי לקבל תמונה מדויקת שתמחיש באילו ערים ושכונות יש חולי קורונה ובכדי לשפר את המתודולוגיה. הפיתוח יאפשר בעתיד לקבל תמונת מצב ברורה יותר ויאפשר לזהות את התפרצות המחלה בשלבים מוקדמים ולהימנע מהטלת סגרים כלליים.

לדברי פרופ’ פרידלר "בניסויים הראינו שהשיטה שפיתחנו אפקטיבית בזיהוי מוקדי ההתפרצות של נגיף הקורונה, ובעתיד נוכל ליישמה גם באיתור מוקדם של מחלות אחרות."

כדי להשלים את מערך הניטור של התפרצויות מגיפת הקורונה בטכניון, לשמור על בריאות דרי המעונות ולצמצם את התפשטות מגפת הקורונה ככל האפשר העמיד הטכניון לרשות הסטודנטים עמדת בדיקות PCR לקורונה בשיתוף עם המרכז הרפואי רמב"ם. הבדיקות המתבצעות תוך שמירה קפדנית ומרבית על פרטיות הנבדק ישלימו את תמונת המצב הכוללת בקמפוס.

ד"ר גלעד רוזנבלט וד"ר בוריס שמחוביץ, שהשלימו את כל תואריהם בטכניון, הם הזוכים במקום הראשון בתוכנית BizTEC לשנת 2020. ההכרזה על זכייתם התקיימה באירוע הגמר שהתקיים לאחרונה באופן מקוון. השניים פיתחו את LightCode – טכנולוגיה חדשנית המאיצה גילוי תרופות באמצעות זיהוי הפוטנציאל של מולקולות קטנות לשמש בתרופות חדשות.

ד"ר גלעד רוזנבלט וד"ר בוריס שמחוביץ עם המערכת שפיתחו.

תוכנית היזמות BizTEC מתקיימת כיום במסגרת t-hub – מרכז החדשנות והיזמות בטכניון בראשות פרופ' עזרי טרזי. התוכנית נוסדה בטכניון ב-2004 כדי לטפח יזמים מתחילים המבקשים לפתח טכנולוגיות עמוקות הדורשות שיתוף פעולה בין-תחומי ותשתית מעמיקה של ידע. התוכנית מספקת לצוותים המשתתפים ליווי מקצועי צמוד של מנטורים מהאקדמיה והתעשייה. ב-16 שנות קיומה של התוכנית גייסו בוגריה יותר מ-750 מיליון דולר והקימו חברות מצליחות רבות ובהן Houseparty, Breezometer, Via Surgica, Gusto, Augmedics, VocalisHealth ו-Windward.

השנה, על אף משבר הקורונה, רשמה התוכנית שיא במספר המשתתפים: 110 סטודנטים ובוגרים החלו את התוכנית, כ-80% מהם מהטכניון, ואת חצי הגמר עברו כ-30 – רובם סטודנטים לתארים מתקדמים בטכניון. שיעור הנשים בתוכנית גדל ל-28% והמארגנים מאמינים שמגמה זו תימשך בשנים הבאות.

"משבר הקורונה השיב את המחקר המדעי ואת הטכנולוגיה לקדמת הבמה ולשיח הציבורי," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון שפתח את האירוע, "משברים מהסוג שאנו חווים כעת מביאים עמם לא רק קשיים אלא גם הזדמנויות וכיוונים חדשים. הם מערערים פרדיגמות ומוציאים את כולנו מאזור הנוחות, זה הזמן ליצירתיות ולחדשנות. אומרים שהצורך הוא אבי ההמצאה, משבר הקורונה הוביל לעשרות מחקרים פורצי דרך בטכניון, שחלקם אף הבשילו תוך חודשים ספורים למסחור טכנולוגי ולהקמת חברות הזנק חדשות."

ד"ר בוריס שמחוביץ

באירוע התארח שר המדע והטכנולוגיה יזהר שי. שי, בוגר הפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי בטכניון, הוא יזם ומשקיע שפיתח את פלטפורמת היזמים "אצטדיון הסטארטאפ" ונכלל ברשימת 70 אנשי המופת של ההייטק הישראלי. "הייתי אחד המשקיעים הראשונים ב-BizTEC וזה מרגש לראות את ההמשכיות של התוכנית ואת ההצלחות של בוגריה," אמר השר. על ההסכם עם איחוד האמירויות אמר שי כי משרדו מקדם שיתופי פעולה עם האמירויות ועם בחריין וכי הוא מקווה כי אלה יובילו לשילוב כוחות בין יזמים מישראל וממדינות אלה.

באירוע נכחו גם נציגים מאיחוד האמירויות ובהם שירקאנת טאקר מרשות החדשנות באיחוד. המשקיע סלים חסן, בוגר אוקספורד וקיימברידג', בירך את הנוכחים ואמר כי "איני זקוק להקדמה לגבי הטכניון. לפני 12 שנים פגשתי יזם ישראלי בלונדון, שהקים את אחת החברות שאני מנהל היום. הוא בוגר הטכניון, אביו לימד פיזיקה בטכניון וגם השותף שלו הוא בוגר הטכניון, כך שאני מכיר את הטכניון היטב. BizTEC היא אחת התוכניות הטכנולוגיות הטובות בישראל, והיא נוסדה ב-2004 – השנה שבה ייסדתי את Privity, חברת ייעוץ לקרנות הון סיכון. לכן אנחנו בני אותו גיל."

חסן הציג את חייו בשישה דגלים: פקיסטן, שם נולדו הוריו; פיג'י, שבה הוא עצמו נולד; ניגריה שבה גדל; בריטניה, שם למד באוקספורד ובקיימברידג'; יפן – המדינה הראשונה שהציעה לו עבודה; ואיחוד האמירויות, שבו הוא עובד כיום. הוא אמר כי "כעת, בעקבות ההתפתחויות האחרונות באזור, נדמה ששני קווים מקבילים נפגשו והובילו לחתימת ההסכם בין ישראל לאיחוד האמירויות ב-15 בספטמבר 2020, ואני מקווה שכעת נפתחות אפשרויות חדשות לשיתוף פעולה בינינו ליזמים נוספים שייצאו מ-t-hub, מרכז היזמות בטכניון."

את תוכנית BizTEC מנהל אוהד יניב, שגם הנחה את האירוע. לדבריו, "תוכנית BizTEC היא יחידה מובחרת במרחב תוכניות היזמות בעולם בכלל ובאקוסיסטם הישראלי בפרט. נדיר מאוד שיש הצלחות רבות כל כך שיוצאות מתוכנית המיועדת למיזמים בשלבים מוקדמים במיוחד (לעיתים היזמים מגיעים עם רעיון בלבד ללא מצגת). הסיבות לכך נעוצות בגב החזק שהטכניון יודע להעניק ליזמים בתוכנית, בניסיון הרב שהצטבר בעבודה עם מיזמים בשלב early stage (התוכנית הינה מהותיקות בעולם בתחום) וביצירת מסלול מאתגר שמסיימים רק היזמים הנחושים ביותר. זאת ולידציה משמעותית מאוד למשקיעים שרוצים לדעת איפה לשים את כספם. אני מבקש להודות למנטורים, לשופטים, למרצים, לחברים ולשותפינו בעשייה משרד פרל כהן, פועלים-טק, קרן רוטשילד ובמיוחד ליהודה ודיתה ברוניצקי על הגב, התרומה, הזמן והליווי של התחרות לאורך שנים."

ד"ר גלעד רוזנבלט

לצד הפיתוח הזוכה, LightCode, הוצגו באירוע הפיתוחים של הקבוצות הבאות:A-chord   (מקום שני) – איתור מוקדם של התפרצות בקרב חולי סכיזופרניה,  Harmony(מקום שלישי)– ניטור לביש העוקב אחר רמות ההורמונים בדמן של נשים העוברות תהליך של הפריה חוץ-גופית,  FootVibes-  טכנולוגיה לשיקום הליכה, SoundFlow – ניטור שינויים משמעותיים בזרימת הדם בכלי הדם, A- Lectio – ספריית ידע-פתוח המחברת את חברי הקהילה המדעית בפלטפורמה דיגיטלית המאפשרת להם ליצור ידע ולצרוך ולנהל אותו, EasyLine – טכנולוגיית צנתור חדשה המפחיתה משמעותית את שיעור הכשלונות בניתוחים אלה, Experium – מערכת לבישה המפחיתה את חשיפתם של צוותים רפואיים לנגיפים ולחיידקים הנישאים באוויר ו-WatchAfter – טכנולוגיה לאיתור אוטומטי של מקרי התעללות בילדים בגנים ובמעונות.

המדע שמאחורי המקום הראשון:

הזוכים בפרס הראשון, גלעד רוזנבלט ובוריס שמחוביץ, פיתחו כאמור את LightCode – טכנולוגיה חדשנית המאיצה גילוי תרופות באמצעות זיהוי הפוטנציאל של מולקולות קטנות לשמש בתרופות חדשות. פיתוח תרופה חדשה אורך כעשור ומצריך השקעה של מיליארדי דולרים. למרות זאת, כ-90% מהתרופות המגיעות לשלבי הפיתוח הקליניים "נופלות" בדרך לשוק. שיעור הכשלונות הגבוה מוביל לכך שההחזר על ההשקעה נמוך ושמחיריהן של תרופות חדשות גבוהים מאוד.

מרבית התרופות מבוססות על מולקולות קטנות הנקשרות לחלבונים בגוף. לכן, אחד האתגרים המרכזיים בפיתוח תרופה הוא זיהוי מולקולות שייקשרו באופן הרצוי לאותם חלבונים. הבעיה היא שמספר המולקולות הפוטנציאליות גדול ממספר הכוכבים בשמים, ולכן כדי לאתר מולקולה מתאימה נדרשת לעתים סריקה של כמיליון מולקולות.

מערכת LightCode

בשנים האחרונות הולכת ומתבססת גישה חדשה לגילוי תרופות המבוססת על פרגמנטים (fragment-based drug discovery) – מולקולות קטנות מאוד המשמשות כאבני בניין כימיים מהם מרכיבים את מולקולת התרופה. גישה זו גורסת כי בחירה נכונה של פרגמנטים תאפשר יצירת מולקולת-תרופה בעלת אחוזי הצלחה גבוהים יותר תוך חסכון בזמן ועלות. כך התפתח הצורך באפיונם של אותם פרגמנטים וזיהוי פוטנציאל ההיקשרות שלהם לחלבון היעד. אך כיוון שהפרגמנטים קטנים מאוד, ההיקשרות שלהן לחלבון חלשה, וקשה לגילוי.

המכשירים העושים זאת כיום נחלקים לאלה המספקים תוצאות בתפוקה גבוהה (הרבה בדיקות בזמן נתון) אך במהימנות מוגבלת, ואלה המספקים תוצאות מדויקות אך בקצב נמוך (למשל התקני תהודה מגנטית). השילוב בין מהירות ודיוק באותו מכשיר הוא אתגר עצום שנתקל במכשולים רבים. זה האתגר שהמערכת החדשה פותרת.

הפיתוח של רוזנבלט ושמחוביץ מתבסס על גילויים של גלי אור ייחודיים המתקיימים במבנים ננומטרים. הגילוי, שהושג במסגרת עבודת הדוקטורט של רוזנבלט, הבשיל לכדי מערכת אבטיפוס באמצעות שיתוף הפעולה בין השניים. בעקבות הוכחת היתכנות ראשונית הם קיבלו סיוע כספי מרשות החדשנות לצורך בניית המערכת, ותרגמו את הישגי המדע הבסיסי לטכנולוגיה ממשית.

שניהם בוגרי טכניון "מלאים". שמחוביץ השלים בטכניון תואר ראשון ושני בפיזיקה, אחריהם עבד בתעשיית המוליכים-למחצה, ותואר שלישי בננוטכנולוגיה בהנחייתו של פרופ' גיא ברטל. רוזנבלט השלים תואר ראשון משולש – הנדסת חשמל, פיזיקה, ומתמטיקה – ותואר שני ושלישי בפקולטה להנדסת חשמל בהנחייתו של פרופ' מאיר אורנשטיין. השניים נפגשו בתקופת הדוקטורט, שלאחריה החלו לעבוד יחד בקבוצת המחקר של פרופ' אורנשטיין, ופרסמו מאמר בכתב העת היוקרתי Physical Review X.

"הטכניון עיצב את חיי המקצועיים והאינטלקטואליים," אומר רוזנבלט, "והחיבור עם בוריס היה מעולה גם בהיבט המקצועי וגם בקטע האישי – למשל בטיפוס הרים ביחד. עברנו יחד כברת דרך ולמדנו שמהוויכוחים והמחלוקות אפשר ליצור דברים חדשים."

לדברי שמחוביץ, "תוכנית BizTEC התלבשה לנו מצוין על התקופה הזאת, כשכבר היינו בעיצומה של הוכחת היתכנות מעשית. התוכנית קידמה אותנו המון וסיפקה לנו כלים חשובים מאוד שמסייעים לנו לתרגם את הפיתוח לפלטפורמה עסקית."

רוזנבלט מציין כי "המסירות והמחויבות של אוהד יניב לאירוע, ולתוכנית בכלל, היו מעל ומעבר, וזה ניכר בהצלחת התוכנית."

הארגון האירופי למדע וטכנולוגיה של מזון, EFFoST, יקיים בשבוע הבא את הכנס השנתי שלו תחת הכותרת "מגשרים בין הייטק, פודטק ובריאות: חדשנות ממוקדת-צרכן". הכנס יתקיים באופן מקוון בתאריכים 12-10 בנובמבר 2020 בהשתתפות יותר מ-400 חוקרים, אנשי תעשייה וסטודנטים ובהובלת חוקרים בטכניון.

הכנס ידון במגוון רחב של נושאים בקדמת המדע והטכנולוגיה של מזון, תזונה וקיימות ויארח חוקרים מהמובילים בעולם וכן שלוש חברות סטארטאפ ישראליות: Redefine Meat, זוכת תוכנית ההאצה EIT Food Accelerator network בטכניון בשנת 2018, שפיתחה טכנולוגיה להדפסת בשר ותחליפי בשר; Amai Proteins המפתחת ממתיקים חדשניים; ו-Solutum המובילה פריצות דרך בתחום אריזות המזון.

היום הראשון של הכנס יועבר בשידור חי בהשתתפות מומחים מובילים מהאקדמיה ומהתעשייה ובהם מרצים מהטכניון, מארה"ב, מבלגיה, משוויץ, מקנדה, מניו-זילנד ומאוסטרליה וכן מומחים מנסטלה (שוויץ) ומ-Good Food Institute (ארה"ב). ביום השני וביום השלישי יערכו מושבים מקבילים, שבהם ישודרו הרצאות מוקלטות מראש וייערכו מפגשים עם המרצים בשידור חי.

זאת הפעם הראשונה שכנס בינלאומי חשוב זה, שמתקיים מאז  1986, ייערך בהובלת חוקרים ממוסדות שמחוץ לגבולות אירופה. בשנה שעברה הוחלט ב- EFFoST לקיים את הכנס לראשונה בטכניון, אולם בעקבות משבר הקורונה יתקיים הכנס במתכונת מקוונת.

את כנס EFFoST2020 ארגנו חוקרי הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון פרופ' אורי לזמס (יו"ר הכנס), פרופ' אסתי סגל, ד"ר מאיה דוידוביץ פנחסי וד"ר אבי שפיגלמן עם ד"ר צביקה חיוקה מהאוניברסיטה העברית.

לדברי פרופ' לזמס, "גידול האוכלוסין, מגפת הקורונה והמודעות הגוברת לבריאות האדם ולאיכות סביבה מציבים אתגרים חדשים בפני תעשיית המזון ורק שיתוף פעולה בין התעשייה לאקדמיה יאפשר לנו לייצר פתרונות חדשניים, יצירתיים ומבוססי מדע. זאת בדיוק מטרת הכנס – לחלוק ידע מדעי וטכנולוגי ולייצר שותפויות שיעצימו את יכולתו של סקטור המזון לספק פתרונות בריאים, טעימים ומגוונים העולים בקנה אחד עם המודעות הסביבתית והרבגוניות האנושית."

את הכנס יפתחו נשיאת EFFoST פרופ' אולגה בייוסו-מרטין ויו"ר הכנס הנוכחי פרופ' אורי לזמס, ולאחר מכן יתקיימו שלושה מושבים עוקבים. המושב הראשון יתמקד במדע, טכנולוגיות מזון ובריאות במאה ה-21, השני בחדשנות וביזמות בסקטור המזון והשלישי באתגרים ובהזדמנויות להזנת העולם היום ומחר. מושבים אלו יכללו הרצאות של מיטב המומחים במגוון נושאים ובהם הרגלי אכילה, איזון תזונתי ומזון מעובד (פרופ' דיויד רובנהיימר, אוסטרליה), אריזות חכמות, מניעת זיהום מזון והארכה של חיי המדף שלו (פרופ' אסתי סגל מהטכניון); שימוש בבינה מלאכותית בפיתוח מזון (פרופ' כריסטוף הרטמן, נסטלה, שוויץ); תכנון מושכל של ייצור-מזון מבוזר ופרסונליזציה של מזון (פרופ' אלחנדרו מרנגוני מאוניברסיטת גוולף, קנדה); חדשנות מבוססת-מדע בעולם המזון (פרופ' ג'וליאן מקלמנטס, מאוניברסיטת מסצ'וסטס בארה"ב); ועיבוד מזון ללא חימום (פרופ' אינדרווטי אוי מאוניברסיטת אוטגו, ניו זילנד).

"זאת תקופה לא פשוטה, ובוודאי תקופה מאתגרת מאוד לעריכת כנסים בין-לאומיים, ואין זה פלא שזה אחד הכנסים הבולטים היחידיים בתחום המזון המתקיים בתקופה זו," אמר פרופ' לזמס. "למרות הקשיים הרבים התעקשנו לא רק על קיומו של הכנס אלא גם על הרמה הגבוהה של המרצים ושל ההרצאות הרבות. המגפה הנוכחית, שהובילה למחסור במוצרים ולהסתערות על רשתות המזון, מדגישה את חשיבות תחום המזון לחיים המודרניים ומעלה צורך בעידוד ייצור יעיל, ייצור מקומי ושינוי התפיסות הקיימות לגבי שרשראות האספקה של ענף המזון. אין לי ספק שכנס EFFoST2020 יוביל להבנה טובה יותר של האתגרים שעומדים בפנינו ולגיבוש פתרונות שיקדמו את המגוון בעולם המזון, את זמינותם של מוצרים ואת השפעותיהם על אורחות חיינו, על בריאותנו ועל הסביבה."

לתוכנית המלאה לחצו כאן

לסרטון הזמנה לכנס לחצו כאן

לאירוע בפייסבוק לחצו כאן

*ההשתתפות בכנס בתיאום מראש.

המסטרנטית אנסטסיה קולומייץ

אנסטסיה קולומייץ נולדה ולמדה באוראל, רוסיה, שם השלימה תואר ראשון באומנות ותואר שני בעיצוב גרפי. בכל שנות לימודיה באקדמיה עבדה בעיצוב, בעיקר בתיאטרון ובהקמת תערוכות. בשנת 2014 עלתה לישראל ואחרי לימודי עברית באולפן החלה ללמוד לתואר שני במסלול לעיצוב תעשייתי בטכניון בראשון פרופ' עזרי טרזי. "הלימודים היו קשים בעיקר כי העברית שלי עוד לא הייתה טובה, אבל לאט לאט למדתי ואני שמחה על הבחירה במסלול הזה."

עיסוקיה העיקריים בלימודי התואר הם חקר עיצוב תעשייתי ותכן מוצרים בשימוש טכנולוגיות תלת-ממד. המחקר שלה נערך בהנחייתם של פרופ' טרזי ודיקן הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים פרופ' יאשה גרובמן ובסיועם של מהנדסי מכון המתכות בטכניון.

אף שאינה מוזיקאית מקצועית היא חובבת מוזיקה ותיקה שלמדה פסנתר במשך חמש שנים, ושניים מארבעת ילדיה הם כנרים. כך לדבריה נולד הרעיון לפתח כלי נגינה בהדפסת תלת-ממד. לדבריה, "לטיטניום פוטנציאל מוזיקלי משמעותי, אבל קשה מאוד לעבד אותו ולכן הוא אינו נפוץ כחומר גלם לייצור כלי נגינה. התפתחותה של הדפסת התלת-ממד שיפרה את האפשרות לעשות זאת, ועדיין יש כאן המון עבודת מחקר ופיתוח הכוללת אופטימיזציה של פני שטח, ליטוש פנימי ובחינת ההשפעה של גאומטריה על תכונות מוזיקליות." בהמשך, אולי במסגרת דוקטורט, היא מקווה לשפר את תכונותיה המוזיקליות של החלילית ולאפשר התאמה אישית של חליליות מודפסות לנגנים ספציפיים.

למאמר המלא – כאן

לסרטון – כאן

הרב לורד יונתן זקס, מנהיג דת בינלאומי, הוגה דעות ומחבר עטור פרסים שכיהן כרב הראשי של חבר העמים הבריטי בשנים 2013-1991 נפטר אתמול בגיל 72.

בשנת 2018 העניק הטכניון לרב זקס תואר דוקטור לשם כבוד "בהוקרה על תרומה בת עשרות שנים לשימור מסורת האמונה היהודית ועל העשרת הזהות היהודית; בהערצה על מעמדו כמנהיג דתי בינלאומי וכקול מוסרי מוערך בעולם; וברחשי תודה על מסירותו האיתנה למדינת ישראל ולעם היהודי."

בטקס בטכניון נשא הרב זקס דברים בשם מקבלי התארים. הוא אמר כי "זהו כבוד גדול לקבל תואר כבוד מהמוסד שפיתח תרופה לפרקינסון, רשם פריצות דרך בעולם המידע והוביל את פיתוח כיפת ברזל. ישראל מוכיחה כיצד אפשר להיות בן 70, או כמעט בן 4,000 שנה במקרה של העם היהודי, ולהישאר צעיר. חלק מיכולתה של מדינת ישראל להישאר צעירה טמון בטכניון. הטכניון הוא דוגמה חיה ל'תיקון עולם', להרכבה של עולם מפורק. והוא עושה זאת מעצם הימצאותו בלבה של כלכלת ההייטק הישראלית, אומת הסטארט-אפ. כל פיתוח טכנולוגי שמקורו בישראל, בין אם מדובר בטכנולוגיה רפואית, בננוטכנולוגיה, טכנולוגיה חקלאית, טכנולוגיית מידע, שיפר את חייו של האדם."

במסגרת קורטוריון 2018 התקיים בטכניון דו שיח בנושא מדע ודת בהשתתפות הרב זקס וחתן פרס נובל פרופ'-מחקר אהרן צ'חנובר מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בסוגייה "האם אלוהים משחק בקוביות?" לצפייה באירוע לחצו כאן

יהי זכרו ברוך.

לדברי הרב זקס בטקס מקבלי התואר דוקטור לשם כבוד ב-2018 – כאן

חוקרים בטכניון פיתחו מערכת לומדת ליצירת קטעי ג'ז מקוריים המתאימים לטעמו המוזיקלי של המשתמש. מאמר המתאר את המחקר והמערכת, הוצג בכנס החברה הבין-לאומית לאחזור מידע מוזיקלי (ISMIR 2020), וזכה בפרס המחקר המצטיין בכנס. את המערכת פיתחו נדב בהונקר ושונית חביב-חכימי בהנחיית פרופ' רן אל-יניב, מומחה ללמידה חישובית ובינה מלאכותית מהפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב.

הלחנת מוזיקה באמצעות בינה מלאכותית היא אתגר מורכב המעסיק קבוצות מחקר רבות ברחבי העולם, ואתגר מורכב במיוחד הוא הלחנה של מוזיקה המותאמת לטעמו של המשתמש. אתגר זה מורכב אף יותר בהקשר של מוזיקת ג'ז – ז'אנר מבוסס אלתור, שאינו כפוף לכללים קשיחים כמו אלה הנהוגים בז'אנרים מוזיקליים אחרים.

בהונקר וחביב-חכימי, שניהם נגני ג'ז חובבים, פיתחו מערכת מבוססת רשתות נוירונים ולמידה עמוקה הפועלת בכמה שלבים. בשלב הראשון לומדת המערכת את אומנות הג'ז על סמך מאגר גדול של קטעי סולו המכיל מאות יצירות של ענקי ג'ז ובהם צ'רלי פרקר, סטן גץ ודקסטר גורדון. לאחר מכן היא לומדת את טעמו האישי של המשתמש, ובסופו של דבר היא מייצרת מוזיקה מקורית על סמך שני מקורות אלה. כל תו חדש ביצירה מבוסס על אוסף התווים שלפניו והיכרות של המערכת עם יצירות קודמות ועם המבנה של אקורד מוזיקלי.

המערכת החדשה, BebopNet, מצליחה חלקית לספק אפיון אובייקטיבי של העדפותיהם המוזיקליות הסובייקטיביות של המשתמשים. המחקר כלל גם ניתוח של האלתורים ובחינת קרבתם המוסיקלית לאלתורי המקור שעליהם אומנה המערכת. לפי ניתוח זה התברר כי האלתורים שייוצרו אינם גניבה מוסיקלית (פלגיאט) אלא קטעים מקוריים. בשלב הפיתוח הנוכחי, מבהיר פרופ' אל-יניב, "המערכת אומנם מפיקה אלתורים מעניינים, ובאופן מפתיע לעיתים אף ערבים לאוזן, אולם עדיין איננו קרובים לייצור אילתורי ג'ז מקצועיים (אנושיים). אנחנו מעריכים שאפשר יהיה לשפר משמעותית את איכות האלתורים באמצעות לימוד ישיר מסיגנל קול (אודיו) שיאפשר להרחיב משמעותית את מדגם האימון. לדעתנו העבודה מחדדת אתגר מהותי בדרך לבנייתן של מכונות המסוגלות לייצר אומנות ברמה אנושית. אתגר זה הוא היכולת להעריך ולמדל באופן מהימן וממוכן איכות סובייקטיבית של יצירות אומנות. פיצוח אתגר זה יאפשר התקדמות משמעותית בתחום."

לשמיעת קטעי אימפרוביזציה שיצרה המערכת לחצו כאן

למאמר המלא לחצו כאן

חוקרים בטכניון פיתחו מקור אור חדש המבוסס על שכבה אטומית בודדת. הפיתוח החדשני, שהתפרסם בכתב העת Nature Nanotechnology, מאפשר שליטה בספין של הפוטונים הנפלטים בחומר דו-ממדי וסולל דרך להתקנים פוטוניים חדשים המבוססים על "ספינאופטיקה בסקאלה אטומית". התגלית מבוססת על אינטראקציה של שכבה אטומית בודדת עם מערכי ננו-אנטנות על שבב סיליקון תוך יצירת פגמים בגבישים פוטוניים.

פרופ' ארז חסמן

המחקר נערך בקבוצת המחקר של פרופ' ארז חסמן, ראש המעבדה לפוטוניקה בסקאלה אטומית, עם פרופ' אלעד קורן, ראש המעבדה לננו-חומרים אלקטרוניים וננו-רכיבים בפקולטה למדע והנדסה של חומרים. שתי קבוצות המחקר משתייכות למרכז הקוונטום ע"ש הלן דילר ולמכון לננוטכנולוגיה ע"ש ראסל ברי. המחקר בוצע והובל על ידי ד"ר קישו רונג (Dr. Kexiu Rong) וד"ר בו וונג (Dr. Bo Wang) בשיתוף החוקרים ד"ר אלחנן מגיד, ד"ר ולדימיר קליינר, אבי ראובן, בר כהן ושאול כצנלסון.

מהם חומרים דו-ממדיים? לדברי פרופ' קורן, "בשנת 2004 נבחנה לראשונה האפשרות ליצירת שכבה אטומית בודדת כשהפיזיקאים אנדרה גיים וקונסטנטין נובוסלוב, לימים חתני פרס נובל בפיזיקה (2010), פיתחו שיטה פשוטה ליצירת שכבות בודדות של אטומי פחמן. השניים הצמידו נייר דבק לפיסת גרפיט וקילפו את החומר שכבה אחר שכבה עד להשגת שכבת אטומים בודדת המכונה גרפן. הם הראו ששכבת החומר האטומית שונה מאוד בתכונותיה מתכונותיו של החומר בצורתו התלת-ממדית. זהו חומר חזק פי מאה מפלדה ועם תכונות חשמליות יוצאות דופן, ועל פי ההערכות הוא צפוי לחולל מהפכה במוליכים ובמוליכים-למחצה, בצגים ובמסכים, בתאים סולריים ועוד. בעקבות גילוי זה פותחו שכבות אטומיות מחומרים אחרים, וגם הן הפגינו תכונות מפתיעות וייחודיות."

פרופ' חסמן ממשיך ומסביר: "בעקבות גילוי הגרפן התגלו ונחקרו חומרים דו-ממדיים רבים כגון מוליכים למחצה שונים שמאפשרים לקבל גם תכונות אופטיות מעניינות. שבבים אלקטרוניים סטנדרטיים מבוססים על סיליקון, המגביל מאוד את פיתוח הדור הבא של המחשבים שמחייב שילוב של אלקטרוניקה ופוטוניקה, וזאת בין השאר בשל חסרונו של מצב חיוני הקרוי 'פער אנרגיה ישיר' בסיליקון. להפתעתנו, במוליכים-למחצה דו-ממדיים התגלה אותו פער אנרגיה ישיר, מה שמאפשר לשלב באמצעותם פוטוניקה ואלקטרוניקה בסדרי גודל ננומטריים, לייצר בעזרתם מקורות אור והתקנים פוטוניים אקטיביים ולסלול דרך לדורות הבאים של השבבים."

כדי למזער את השבב האלקטרוני ולהגדיל באופן משמעותי את מהירות העיבוד ואת קצב העברת האינפורמציה, הגישה המקובלת כיום היא ספינטרוניקה – ביצוע פעולות על הספין, אחת מתכונותיו החשובות של האלקטרון, ולא על זרם האלקטרונים. לפני כמה שנים ייסד פרופ' ארז חסמן מהטכניון תחום חדש בשם ספינאופטיקה, המאפשר לנצל את הספין של הפוטונים באמצעות מטא-משטחים לטובת העברה ועיבוד אינפורמציה בשבבים פוטוניים. העברת האינפורמציה מבוססת על שליטה בספין הפוטוני בעזרת ננופוטוניקה – אופטיקה בסקאלת הננומטר.

ד"ר בו וונג Dr. Bo Wang))

ד"ר קישו רונג (Dr. Kexiu Rong)

חומרים מוליכים למחצה דו-ממדיים, מאופיינים ברמות אנרגיה שהפליטה מהם תלוית ספין
(Spin valleys), זאת בגלל שבירת הסימטריה לשיקוף. החוקרים בטכניון החליטו לנצל את התכונה הזאת ולצמד שכבה אטומית בודדת של טאנגסטן סלנייד ((WSe₂ לננופוטוניקה – ננואנטנות שמאפשרות שבירת סימטריה בספין הפוטוני וקבלת שבב בסקאלה אטומית המאפשר מקור אור והתקנים פוטוניים תוך כדי שליטה ועיבוד אינפורמציה בספין הפוטוני.

החוקרים יצרו מבנה גבישי דו-ממדי מסיליקון היוצר פער אנרגיה בתחום הפליטה של החומר הדו-ממדי כך שצימוד המוליך למחצה האטומי לגביש הפוטוני חוסם את כל ערוצי הפליטה האופטית מהחומר הדו-ממדי. בעזרת יצירת פגמים חכמים בתוך הגביש הפוטוני, שליטה על הפאזה של הפגמים בעזרת הגאומטריה שלהם וצימוד ביניהם, החוקרים יצרו מקור אור משכבה אטומית בודדת שמפרידה וממיינת בין הספינים של הפוטונים הנפלטים מהמוליך למחצה הדו-ממדי. תגלית מדעית זאת תאפשר לשלב בין ספינטרוניקה וספינאופטיקה לפיתוח מגוון רחב של התקנים בסקאלה אטומית.

פרופ' חסמן מציין בגאווה ש"הפרסום היוקרתי הזה מראה את החשיבות של מחקר רב-תחומי המשלב פיזיקה, כימיה, מדעי החומרים והנדסה."

באיור: מקור אור משכבה אטומית בודדת שמפרידה וממיינת בין הספינים של הפוטונים הנפלטים מהמוליך למחצה הדו-ממדי. תגלית מדעית זאת תאפשר לשלב בין ספינטרוניקה וספינאופטיקה לפיתוח מגוון רחב של התקנים בסקאלה אטומית (קרדיט: Scholardesigner co., LTD)

במחקר תמכו הקרן הלאומית למדע (ISF), משרד המדע והטכנולוגיה, הטכניון ולשכת המחקר של חיל האוויר האמריקאי. הרכיבים מומשו במרכז לננו-אלקטרוניקה ע"ש שרה ומשה זיסאפל (MNFU) בטכניון.

אתרי המעבדות: קורן, חסמן

למאמר ב- Nature Nanotechnology  לחצו כאן

משמאל לימין: ד"ר בו וונג (Dr. Bo Wang), אבי ראובן, פרופ' ארז חסמן, ד"ר ולדימיר קליינר, ד"ר קישו רונג (Dr. Kexiu Rong), פרופ' אלעד קורן, שאול כצנלסון ובר כהן

היום לפני 43 שנה, ב-10 בנובמבר 1977, החל לראשונה בהיסטוריה תהליך של הפריה חוץ-גופית בבני אדם. כעבור שמונה וחצי חודשים נולדה תינוקת המבחנה הראשונה בעולם, לואיז ג'וי בראון, וכבר בספטמבר 1982 נולדה תינוקת המבחנה הראשונה בישראל, רומי נוימרק. בשנת 2010, כשרומי נוימרק בת ה-28 כבר הייתה אישיות מוכרת ב"חדשות עשר", זכה אחד ממפתחי השיטה, פרופ' רוברט אדוארדס מאוניברסיטת קימברידג', בפרס נובל לרפואה ופיזיולוגיה.

מימין לשמאל: דוד סילבר, פרופ' אלכס ברונשטיין וד"ר יעל גולד-זמיר

הפרייה חוץ גופית (IVF) היא במקרים רבים הפתרון היחיד הפתוח בפני ההורים לעתיד – אימהות יחידניות, זוגות חד-מיניים, זוגות הסובלים מהפרעות תורשתיות הקשורות למערכת הרבייה ועוד. בתהליך זה עוברת האישה טיפול המגדיל את כמות הביציות; הביציות נשאבות משחלת האישה ועוברות במעבדה הפריה מזרעו של הגבר; כעבור כמה ימים, לאחר שההפריה כבר הובילה להיווצרות עוברים בתחילת דרכם, מוכנסים חלק מהעוברים לרחם.

למרות חשיבותה של ההפריה החוץ-גופית, שיעורי ההצלחה של התהליך עדיין פחותים מ-40%. עובדה זאת קשורה בין השאר בבחירה נכונה של העוברים שיושתלו ברחם – בחירה שעדיין נעשית באופן ידני על ידי האמבריולוג ובלי קריטריונים ברורים ואחידים.

תמונה זו עשויה להשתנות באופן דרמטי הודות ל-Ubar – טכנולוגיה חדשנית שפיתחו חוקרים מהפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב בטכניון ומחברת Embryonics. טכנולוגיה זו, המשפרת את בחירת העוברים לרמה חסרת תקדים, מוצגת כעת באתר MIDL – כנס ליישומי למידה עמוקה ברפואה – במאמר שהתפרסם תחת ביקורת-עמיתים פתוחה (open review). את הטכנולוגיה פיתחו פרופ' אלכס ברונשטיין מהפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב ומייסדי חברת Embryonics דוד סילבר, שלמד בטכניון במסגרת תוכנית רוטשילד-טכניון למצוינים ומנכ"לית החברה ד"ר יעל גולד-זמיר.

במאמרם מתארים החוקרים מערכת חדשנית, מונחית-נתונים, הצפויה לשפר באופן דרמטי את ניבוי סיכויי ההיקלטות של העובר. זאת על סמך סרטונים של צילום דולג זמן (time-lapse imaging videos). המחקר מבוסס על 8,789 סרטונים כאלה, מתוכם 272 עוברים שיש לגביהם נתוני אמת על הצלחת ההיריון. ניבויי המערכת האוטומטית הושוו לניבויים של פאנל מומחים (אמבריולוגים) בעלי ניסיון בתחום, ו-Ubar הפגינה שיפור דרמטי בבחירת העוברים – שיפור של 12% בניבוי חיובי (ניבוי הצלחת התהליך) ו-29% בשיפור הניבוי השלילי (פסילת עוברים בשל סיכוייהם הנמוכים להיקלט).

בתרשים: איכות הניבוי השלילי של המערכת החדשה (בירוק) לעומת זו של פאנל המומחים (בכתום) ולעומת הימור אקראי (בשחור).

המחקר נתמך על ידי רשות החדשנות. 

למאמר – כאן

לסרטון המציג את המחקר – כאן