רינה בן אל, כיום דוקטורנטית בפקולטה לביולוגיה, עלתה מארצות הברית לפני שבע שנים, השלימה תואר שני בפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט וכיום היא עומדת לסיים את התואר השלישי בפקולטה לביולוגיה בהנחייתה של דיקנית הפקולטה פרופ' יעל מנדל-גוטפרינד.

רק לאחרונה גילתה רינה שגם סבה, בנימין גרינבלט, חלם ללמוד בטכניון ואפילו התקבל ללימודים. הגילוי התרחש באפריל השנה, לאחר מותה של מיירה, סבתה של רינה ואשתו של בנימין. המשפחה סידרה את הדירה שהתרוקנה מאדם ואחד המכתבים שנמצאו, מתאריך 10 במאי 1946, הכריז כי בנימין גרינבלט יכול ללמוד בטכניון, או בשמו דאז "המכון הטכנולוגי העברי בחיפה, פלסטינה".

רינה בן אל

בנימין, שנפטר לפני 14 שנה בארצות הברית, לא הגשים את החלום משום שלא הצליח להגיע ב-1946 לארץ ישראל ולכן כבר נשאר בארצות הברית. לימים הוא החל ללמוד שם, בפקולטה לחקלאות באוניברסיטת ראטגרס בניו ג'רסי, אך לא השלים את לימודיו משום שנאלץ לעבוד לפרנסת המשפחה.  "הוא אהב לעבוד עם הידיים ולתקן דברים," מספרת רינה. "הוא אהב את הבית ואת השגרה, אבל סבתא שלי סחבה אותו בכל העולם. בסופו של דבר הוא לא השלים את חלום ההשכלה האקדמית אבל הגשים את החלום המשפחתי עם משפחה גדולה ורחבה המונה כיום חמישה ילדים, 19 נכדים, 23 נינים ושני בני-נינים. כעת, כשאני יודעת שאני לומדת במקום שהוא חלם ללמוד בו, ובארץ שהוא חלם עליה, אני מאמינה שהוא מחייך אלי מלמעלה."

רינה בן אל נולדה וגדלה בניו ג'רסי למשפחה חרדית ורכשה ידע גם במקצועות הכלליים, שכן אימה רצתה להעניק לילדיה כלים לעצמאות כלכלית. אחרי שלמדה בתיכון דתי לבנות ובסמינר נרשמה רינה ללימודי תואר ראשון במדעי הסביבה והביולוגיה באוניברסיטת ראטגרס, ובתום התואר ביקרה בישראל לראשונה במסגרת פרויקט תגלית. "הביקור לא הספיק לי והארכתי את שהותי בישראל בשלושה חודשים, שבהם עבדתי והתנדבתי באלי"ן – מרכז לשיקום ילדים ונוער. מהר מאוד התאהבתי בישראל ותוך פחות משנה עליתי לכאן."

לקראת העליה לישראל החלה רינה בחיפושים אחר אוניברסיטה ללמוד בה לתואר שני, וכך הגיעה לפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון. במקביל ללימודים בהנחייתה של פרופ' עדי זלצברג היא למדה עברית באולפן.

תוך זמן קצר היא הצטרפה למפגשי SheCodes בטכניון – מפגשים שנועדו לחשוף נשים לעולם פיתוח התוכנה. מתוך מפגשים אלה, והחשיפה לעולם הביואינפורמטיקה, הצטרפה רינה למעבדתה של פרופ' מנדל-גוטפרוינד בפקולטה לביולוגיה. במחקר הדוקטורט היא חוקרת תאי גזע באמצעות כלים סטטיסטיים בחיפוש אחר גורמים האחראים על התפתחות תקינה של תאי לב. המחקר, שהשלכותיו קשורות בסרטן, נערך בשיתוף פעולה עם בית החולים לילדים בסינסינטי. 

לשמחתה זכתה רינה במלגת אריאן דה רוטשילד לדוקטורנטיות מצטיינות, המסייעת לדוקטורנטיות להקדיש את זמנן ללימודים ולמחקר, וכן במלגת נסיעה (לכנסים) ממשרד המדע והטכנולוגיה. בשלוש השנים האחרונות, כחלק מהשתתפותה בתוכנית אריאן דה רוטשילד, היא התנדבה בשורה של ארגונים ובהם "שיעור אחר" ו"שבת אחים גם יחד". 

וגם אהבה נמצאה בדרך, לקראת סוף לימודי התואר השני, ולבני הזוג רינה ואלרם נולד יותם. אלרם גם הוא סטודנט בטכניון; כיום, אחרי שסיים תואר ראשון בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי, הוא לומד לקראת תואר שני במנהל עסקים.

בשבע השנים האחרונות התגוררה המשפחה בעיקר במעונות הטכניון – "מעונות מזרח חדש" וכפר המשתלמים – ורק לאחרונה עברה ליישוב הקהילתי מורשת במשגב.

והעתיד? בניגוד למסיימי דוקטורט רבים המתלבטים בין האקדמיה לתעשייה, לה זה ברור: היא רוצה להמשיך לפוסט-דוקטורט בארצות הברית ולהמשיך לקריירה אקדמית – בישראל, מן הסתם. היא מאוד אוהבת את ישראל, ובישראל היא אוהבת במיוחד… סנפלינג במדבר. "תמיד זה קצת מפחיד בהתחלה, אבל שווה כל רגע. שזה בעצם כמו כל דבר משמעותי בחיים."

The post ההפתעה של רינה first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

פרס הארווי, הפרס היוקרתי ביותר שמעניק הטכניון, יוענק השנה בתחום מדע וטכנולוגיה לפרופ' ג'יימס רייס מאוניברסיטת הרווארד. הוא יקבל את הפרס על תרומתו הנרחבת והמתמשכת לתחומים של מכניקת החומרים וגיאופיזיקה, על פיתוח אינטגרל J ועל מנהיגותו שהרחיבה את הידע האנושי לגבי חיכוך ורעידות אדמה.

פרופ' רייס נולד ב-3 בדצמבר 1940 בעיירה פרדריק במרילנד, ארצות הברית. הוא למד בבית ספר קתולי שגייס את מורי המדעים והמתמטיקה מבסיס הצבא הסמוך, ואלה הציתו את אהבתו להנדסה ולמדע.

בשנת 1958 החל רייס ללמוד באוניברסיטת להיי (Lehigh) שבבית לחם, פנסילבניה, ותוך שש שנים בלבד השלים שלושה תארים רצופים בהנדסת מכונות ובמכניקה יישומית. משם המשיך לפוסט-דוקטורט באוניברסיטת בראון, שם החל לעבוד ב-1964. בשנת 1981 עבר מאוניברסיטת בראון לאוניברסיטת הרווארד, שם הוא מכהן כפרופסור למדעי ההנדסה והגאופיזיקה.

פרופ' רייס זכה בפרסים רבים ובהם מדליית טימושנקו ומדליית ASME (האגודה האמריקאית למהנדסי מכונות) ונבחר לחברה המלכותית של לונדון, לאקדמיה האמריקאית להנדסה ולאקדמיה הלאומית למדעים. האקדמיה למדעי ההנדסה ייסדה פרס על שמו כדי להוקיר את תרומתו למדעי ההנדסה. בשנת 2005 העניק לו הטכניון תואר דוקטור לשם כבוד.

פרופ' רייס הוא מומחה במכניקה של מוצקים ונוזלים – לחץ, דפורמציה, שברים וזרימה – בהקשרים ובהם סייסמולוגיה, פיזיקה של תהליכים טקטוניים ודינאמיקה של פני הקרקע. הוא עוסק במכניקה של כדור הארץ לרבות מנגנוני היווצרות של רעידות אדמה (מחקרים שהוא עורך עם אשתו, פרופ' רנאטה דמוסקה), דינמיקה של כשלים וסדקים, צונאמי ומפולות. ועדת הפרס הדגישה את אחד מהישגיו הגדולים של פרופ' רייס – אינטגרל J, המאפשר לחשב את קצב שחרור האנרגיה מפני השטח של חומר הנתון תחת מאמץ. את האות הגדולה J בצירוף "J-Integral" בחר בעקבות כינויו בפי הסטודנטים, big Jim. אות זו היא גם הציון המקובל לשטפי אנרגיה במוצקים בעלי פגמים – תחום שהוא עבד עליו עם מומחי אוניברסיטת בראון דניאל דרוקר וג'וזף קסטין ובהמשך עם רודני היל באוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה.

פרס הארווי, שנוסד בשנת 1971 על ידי ליאו הארווי (1973-1887), מוענק מדי שנה בטכניון על הישגים יוצאי דופן במדע, בטכנולוגיה ובבריאות האדם ועל תרומה משמעותית לאנושות. במרוצת השנים הוא הפך ל"מנבא נובל" ויותר מ-30% מהזוכים בו קיבלו לימים פרס נובל. שלושה מהם – פרופ' עמנואל שרפנטייה, פרופ' ג'ניפר דאודנה ופרופ' ריינהרד גנצל – קיבלו בשנה שעברה את פרס נובל לשנת 2020. גובה הפרס הוא 75,000 דולר.

The post הטכניון יעניק את פרס הארווי היוקרתי לפרופ' ג'יימס רייס מאוניברסיטת הרווארד first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

פרופ' מירי בן חן

שימוש ברובוטים בבנייה ובייצור אדריכלי הוא חזון הולך ומתקרב הנתפס כמגמה מרכזית במהפכה הבאה בתחום הבנייה. כבר שנים שפרויקטים אדריכליים מורכבים מתוכננים במחשב, אך בשטח הם מיושמים בשיטות בנייה שכמעט ולא השתנו במשך עשורים.

בשנים האחרונות מתחיל המכשור הרובוטי המתפתח לסגור את הפער בין רמת התחכום של התכנון לרמת הביצוע באתר. בהתאם לכך, מי שזכה לצפות בסרטונים על תהליכי ייצור רובוטיים של פרויקטים אדריכליים יתקשה שלא להתלהב. המוצלחים שבהם מציגים, בעריכה מהירה ובליווי מוזיקה, זרועות רובוטיות שזזות ומוציאות חלקי בניין שמתחברים בקלות זה לזה. לקצב הייצור מצטרף גם החיתוך המדויק והדיוק בפרטים.

למרות המקצב המלהיב של הרובוטים והאפשרויות האין-סופיות הטמונות בתהליכי הייצור הללו, מאחורי הקלעים נדרשת בדרך כלל התערבות אנושית הן ברמת הייצור והן ברמת החישוב ותכנון התוצרים השונים, זאת בעיקר כשהתכנון האדריכלי מתבסס על מערכות מרחביות מורכבות כגון חיפויים דקים ועקמומיים. על צמצום הפער הזה בין ההבטחה למציאות עובדת כיום קבוצת חוקרים מהפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב בטכניון. החוקרים פרופ' מירי בן חן, ד"ר קספר פלוטה ומיכל אדלשטיין, עם עמיתם פרופ' אמיר וקסמן מאוניברסיטת אוטרכט, נענו לפנייתו של ארכיטקט ופיתחו אלגוריתם שיודע למצוא פתרונות אוטומטיים לצורכי ייצור רובוטי של משטחים מורכבים. החוקרים יצרו מסגרת חישובית שהוכחה כיעילה במעבדה ושלתוכה אפשר להכניס כל תכנון מורכב ומגוון ולקבל מערך של פרגמטים מוכנים לייצור, לרבות משטחים בעלי עקמומיות כפולה. הפיתוח התפרסם בכתב העת ACM Transactions on Graphics.

"חשוב להבין שהייצור הרובוטי התעשייתי אינו גחמה טכנולוגית," מסבירה פרופ' בן חן. "יש בו יתרונות רבים בהיבטים שונים של קיימות כגון חיסכון בחומרים, צמצום זמן הבנייה והקטנת ההשפעה הסביבתית של תהליך הבנייה. האלגוריתם שפיתחנו יודע לקחת משטחים מורכבים ולחלק אותם לחלקים קטנים, משושים, באופן המגדיל את היתרונות המכניים של המשטח. האלגוריתם מפיק תוכנית תלת-ממדית המוכנה לייצור רובוטי. המשך הפיתוח של המערך החישובי יאפשר לקבל פתרון אופטימלי יישומי."

לדברי פרופ' בן חן, "נדרש שיתוף פעולה עם ארכיטקטים כדי להפוך את המערכת החישובית לאפליקטיבית גם 'בעולם האמיתי'. בסופו של דבר אנחנו מקווים שהמחקר יוביל לפיתוח מערכת שתדע לחשב וליצור חלקי בניין באופן אוטומטי כך שיהיה אפשר להרכיבם בשטח מבלי לפגוע או להתפשר על המורכבות האדריכלית או המבנית."

למאמר בכתב העת ACM Transactions on Graphics  לחצו כאן

The post בין מחשוב לאדריכלות first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

כולנו מותחים לפעמים את הגבול ומעגלים פינות, בין אם מדובר בשימוש בטלפון בזמן נהיגה, חציית כביש שלא במעבר חצייה, עטיית מסיכה מתחת לאף או על הסנטר, הצהרת בריאות לילד ועוד.

כל אלה הן הפרות התנהגותיות קטנות יחסית, לא כאלה שמגיעות לכותרות העיתונים. כל אחת מהן בנפרד אכן עשויה להיתפס כבעלת השפעה זניחה, אך ברמה הכוללת בהחלט מדובר בהתנהגויות לא רצויות המצטברות לכדי נזק אדיר לחברה עם השלכות הרסניות – לעיתים עד כדי חיים ומוות.

ד"ר כנרת תאודורסקו

לאור זאת נשאלת השאלה איזו מדיניות אכיפה נחוצה כדי לצמצם את שכיחותן של התנהגויות כאלה. בעולם דמיוני ונטול אילוצים יתכן שאפשר להגביר הן את תדירות האכיפה והן את חומרת הענישה; אולם בעולם האמיתי, מקבלי ההחלטות חייבים לשקול עלויות; אכיפה תכופה יותר, לדוגמה, מצריכה יותר שוטרים ומצלמות אבטחה, ואילו הגברת חומרת הענישה עלולה לגרור התנגדות ציבורית שגם לה יש מחיר.

על רקע זה נאלצים מקבלי ההחלטות, לעתים תכופות, לבחור בין השתיים – השקעה בתכיפות האכיפה או השקעה בחומרת הענישה. במקרים רבים בארץ ובעולם, הבחירה נופלת על ענישה חמורה בתדירות נמוכה – כמו למשל הענישה הכבדה שהונהגה בישראל על אי עטיית מסכה. גישה זו עולה בקנה אחד עם תאוריות קלאסיות בכלכלה הגורסות כי חומרת הענישה היא הגורם ההרתעתי החשוב ביותר. גישה זו נתמכת גם במספר מחקרים בכלכלה התנהגותית לפיהם כאשר העונשים קטנים, אנשים עלולים להתייחס לקנס כאל מחיר לגיטימי שאפשר ואפילו כדאי לשלם עבור הרווח שבהפרה.

חוקרים מהטכניון, מאוניברסיטת בן גוריון ומאוניברסיטת רייכמן מראים כי ההיפך הוא הנכון; הדרך היעילה יותר מבין השתיים היא דווקא ענישה קלה בתדירות גבוהה. את המחקר שהתפרסם ב-PNAS כתב העת של האקדמיה האמריקנית למדעים הובילה ד"ר כנרת תאודורסקו מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול בטכניון, שערכה אותו עם עמיתה לפקולטה ד"ר אורי פלונסקי, עם פרופ' שחר אייל מאוניברסיטת רייכמן ועם פרופ' רחלי ברקן מאוניברסיטת בן גוריון.

מחקרים קודמים בנושא של הפרת הנחיות ורמייה בחנו בעיקר את השפעתם של היבטים פנימיים של מוסר ונורמות. מחקרים אלה התמקדו בדרך כלל בניסויי מעבדה שבהם ניתנת למשתתפים האפשרות לרמות פעם אחת או פעמים ספורות בלבד ללא מתן משוב על תוצאות הרמייה וללא אכיפה חיצונית כלל. אולם כך לא פועלים הדברים בעולם האמיתי, שכן מקבלי ההחלטות – והציבור כולו – רוצים לצמצם את הפרת ההנחיות החוזרת ונשנית שבסופו של דבר מזיקה לכולנו. המחקר הנוכחי עסק בשאלה של השפעת האכיפה החיצונית על ההתנהגות לאורך זמן. כאמור, הוא התמקד בהשוואה בין שני דפוסי מדיניות שונים: אכיפה של עונשים קטנים בתדירות גבוהה מול עונשים גדולים בתדירות נמוכה.

ד"ר אורי פלונסקי

המחקר כלל מספר ניסויים שבהם ניתנו למשתתפים הזדמנויות רבות לדווח על תוצאה כוזבת ולהרוויח יותר כסף. בשלב הראשון לא נבדקה נכונות התשובות וכמובן לא הייתה אכיפה; בשלב הבא נאמר למשתתפים שמעכשיו חלק מהתשובות יידגמו באופן רנדומלי, נכונותן תיבדק והם ייקנסו על כל תשובה שגויה – גודל הקנס יופחת מהתשלום שיקבלו על ההשתתפות במחקר. עבור קבוצה אחת של משתתפים ננקטה תדירות אכיפה גבוהה עם קנסות קטנים, ואילו בקבוצה השנייה ננקטה תדירות אכיפה נמוכה עם קנסות גבוהים ומרתיעים.

לדברי ד"ר תאודורסקו, "בכל הניסויים האלה מצאנו שעונשים קטנים בתדירות גבוהה הפחיתו את שיעור ההפרות ביעילות רבה הרבה יותר מעונשים גדולים בתדירות נמוכה. הפער היה גדול במיוחד אצל משתתפים שמלכתחילה – עוד בשלב הראשון, נטול האכיפה –נטו לבצע יותר הפרות. יתרה מכך, מגמה זו נשמרה גם כאשר נאמר למשתתפים מראש מהו גודל הקנס ולא נאמרה להם תדירות האכיפה – מה שמדמה מצבים רבים בחיי היום יום."

הממצאים עולים בקנה אחד עם תיאוריות עכשוויות בקבלת החלטות על סמך התנסות –  תאוריות המתייחסות לתהליך הלמידה של מערכות תמריצים לאורך זמן בהחלטות חוזרות המלוות במשוב. במצבים כאלו ההרתעה הראשונית של עונשים כבדים נשחקת במהירות. ההסבר המשוער לכך הוא כשאנו באים לקבל החלטה האם לבצע הפרה התנהגותית או לא, אנחנו 'נזכרים' במספר קטן של התנסויות עבר שלנו עם מקרים שבהם היו לנו פיתוי לבצע הפרה ובתוצאה במקרים הללו. כיוון שמדגם קטן של התנסויות לרוב אינו מכיל אירועים נדירים, במרבית הפעמים המדגם שעליו אנו נשענים בבואנו לקבל את ההחלטה יכלול רק את האירוע השכיח. כאשר האכיפה היא בתדירות נמוכה, האירוע השכיח הוא שמרוויחים מביצוע ההפרה ולא נתפסים, מה שמוביל להישנותן של התנהגויות לא רצויות.

לכן, כדי להפחית את הישנותן של התנהגויות לא רצויות חשוב לייצר קשר בין הפרה לענישה, וזאת באמצעות אכיפה תכופה ולאו דווקא בענישה מחמירה. לדוגמה, מספיק שכל אדם שאינו עוטה מסיכה כראוי יקבל פעמים רבות עונש קטן – כלומר קנס כספי קטן ואולי אפילו רק נזיפה – כדי לגרום לו לשנות את התנהגותו.

למעשה, תוצאות המחקר מצביעות על כך שכאשר תדירות האכיפה מאוד נמוכה (קטנה מ-10% מההפרות), די בהגברתה באחוזים בודדים בלבד כדי להוביל לצמצום דרסטי של ההפרות. שינוי זה מושג אפילו אם העונשים פחותים. לכן, לדברי החוקרים, טוב יהיה אם מקבלי החלטות יתעלו את המשאבים להגברת תדירות האכיפה ולא לחקיקת עונשים מחמירים. החוקרים מדגישים כי כל זה מצטרף לממצאים של מחקרים קודמים, המצביעים על כך שכאשר העונשים כבדים מאוד, תדירות האכיפה אף יורדת "מעצמה" משום שצוותי אכיפה נוטים להבליג ולוותר על הענישה כאשר היא כבדה.

ד"ר תאודורסקו מוסיפה כי גם אם הנסיבות הנוכחיות גורמות לנו לקשר את הממצאים לסוגיית ההתנהגות במגפה, חשוב להפיק מהם מסקנות כלליות יותר לגבי אכיפה וענישה כדרך לצמצם הפרות התנהגות. למעשה הן רלוונטיות לכל הפרה הנחשבת "קטנה" – כתיבה בסלולרי בזמן נהיגה, אלימות מתונה וכו' – שהצטברות שלה עלולה להוביל לנזק כבד. ד"ר תאודורסקו מציעה שהורים, מחנכים וגורמים אחרים יקפידו על תגובה גם כאשר ההפרה אינה דרמטית, בידיעה שגם תגובה מתונה תסייע בשינוי ההתנהגות אם היא תתקיים בתדירות גבוהה.

למחקר:

https://www.pnas.org/content/118/42/e2108507118

המחקר נתמך במענק מטעם הקרן הלאומית למדע.

The post על הפרות, אכיפה והרתעה first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

שלושה צוותי מחקר בטכניון ועמיתיהם בחו"ל גילו "פרוטוקול חירום" ביולוגי המסלק, במצבים של מצוקה תאית חריפה, חלבונים פגומים העשויים להזיק לתא.

את המחקר שהתפרסם בכתב העת Nature Communications הובילו צוותי המחקר של הפרופסורים מיכאל גליקמן ועודד קליפלד מהפקולטה לביולוגיה ושל פרופ' אשרף בריק מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך. במחקר השתתפו פרופ' שרלין דיי מאוניברסיטת פנסילבניה וקבוצת המחקר של פרופ' יאו קונג מהאקדמיה הסינית למדעים בשנחאי.

מימין לשמאל : פרופ' אשרף בריק, פרופ' מיכאל גליקמן ופרופ' עודד קליפלד

הצטברות של חלבונים פגומים בתא היא תהליך מסוכן העלול להוביל למחלות שונות ובהן סרטן. בשגרה פועלים בתא כמה מנגנונים המסלקים את החלבונים הפגומים. אחד המנגנונים האלה הוא מערכת האוביקוויטין, המצמידה "תג מוות" לחלבונים פגומים ומזדקנים ושולחת אותם לפירוק באיבר פנים-תאי הקרוי פּרוֹטֵאָזוֹם. גילויה של מערכת האוביקוויטין הוביל להענקת פרס נובל בכימיה לשנת 2004 לשלושה חוקרים, שניים מהם מהטכניון – פרופ'-מחקר אהרן צ'חנובר ופרופ'-מחקר אברהם הרשקו.

אחד האתרים העיקריים שבהם מתרחש התהליך האמור הוא קומפלקס פרוטאזום 26S. בתוך קומפלקס זה מזוהה "תג המוות" על ידי יחידת המשנה19S  ומפורק, בתהליך הקרוי הידרוליזה, על ידי יחידת המשנה 20S. מאחר שפרוטאזום 26S ויחידת המשנה 20S פועלים באותם אתרי פעולה, קשה להבחין בין תרומותיהם של השניים לתהליך. עם זאת, חוקרי הטכניון ועמיתיהם הצליחו לעשות זאת וכך הגיעו לתגלית שפורסמה ב-Nature Communications.

פריצת הדרך מבוססת על הצלחתם של חוקרי הטכניון לסנתז באופן כימי חלבונים גדולים המדמים חלבונים פגומים בתא וכך לעקוב אחר התהליך צעד אחר צעד. המחקר התבסס בין השאר באמצעות Cryo-EM (מיקרוסקופ אלקטרונים קריוגני) ו- Mass spectrometry (ספקטרומטריית מסות).

פרופ' מיכאל גליקמן (משמאל) וד"ר אינדרג'יט סהו מהפקולטה לביולוגיה בטכניון. בין השניים תלוי ציור של ד"ר סהו ובו מוצג פרח הכדנית.

הגילוי המרכזי של חוקרי הטכניון ועמיתיהם נוגע למנגנון ייחודי הנכנס לפעולה במקרי קיצון כגון תת-תזונה תאית, עקת חמצן (hypoxia) חמורה, כשל לב קיצוני וחשיפה לרדיקלים חופשיים. במקרים כאלה נכנס לפעולה פרוטוקול חירום ייחודי המאיץ את פירוקם של החלבונים המשובשים. פרוטוקול זה הופך את יחידת המשנה 20S לפרוטאזום בפני עצמו, המפרק את החלבונים בקצב מואץ. תהליך זה מסייע לתא לסלק כמויות חלבונים גדולות שהיו עלולות לפגוע בו באופן אקוטי. הם מציינים כי מלבד מצבי חירום, מנגנון זה מגביר את פעילותו גם בגיל המבוגר.

המחבר הראשון של המאמר, ד"ר אינדרג'יט סהו מהפקולטה לביולוגיה בטכניון, מדמה את מנגנון האמור לאופן הפעולה של הכדנית (Nepenthes) – צמח טורף דמוי כד הניזון מחרקים ומיצורים גדולים יותר. כאשר הטרף נופל לתוך הכד, הצמח מפרק אותו ומעכל אותו עד תומו וכך ממצה ממנו את כל החומרים הדרושים לו. לדברי ד"ר סהו, מנגנון החירום התאי שהתגלה במחקר מוביל לכך שמאחר שמנגנון הבקרה של 20S אינו רגיש ומדויק כמו זה של פרוטאזום 26S, גם חלבונים תקינים עשויים להישלח לפירוק יחד עם החלבונים הפגומים. לדבריו "זהו מחיר ששווה לתא לשלם משום שאילו 26S היה פועל לבדו הוא לא היה עומד בקצב ובתא היו נצברים גושים מזיקים של חלבונים ושיירי חלבונים." בין השאר נגרס בתהליך זה גם "תג המוות", כלומר חלבון האוביקוויטין עצמו – מה שלא קורה בתהליך הפירוק השגרתי בפרוטאזום 26S.

לסיכום, הכותבים משערים כי פרוטוקול החירום המביא לפירוק מהיר של חלבונים מסייע לתאים להתמודד עם מצבי מתח ומצוקה ועם הזדקנות האורגניזם.

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, הקרן הדו-לאומית ישראל-ארה"ב ומענק מרי קירי מטעם האיחוד האירופי.

למאמר בכתב העת Nature Communications  לחצו כאן

The post פרוטוקול החירום התאי first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

פרופ' אסיה רולס

השפעות פסיכוסומטיות הן תופעה המוכרת לכולנו. אם, לדוגמה, נודע לנו שאדם ששהינו בקרבתו חלה בקורונה, יש סיכוי בלתי מבוטל שמייד נחוש כאב מציק בגרון או קוצר נשימה קל. כבר לפני 150 שנה תיארו מדענים כיצד אנשים שאלרגיים לפרחים מפתחים תגובה אלרגית גם למראה פרח מלאכותי. ואכן, כיום ידוע שמחלות רבות ובהן אלרגיות, דלקות מעי ומחלות אוטו-אימוניות עשויות להתעורר או להתגבר בעקבות השפעה פסיכוסומטית.

איך זה קורה? איך יתכן שמחלה, היא תוצר של מחשבה או פעילות מוחית אחרת? על כך משיב מחקר שנערך בטכניון והתפרסם בכתב העת Cell. השורה התחתונה: המוח אכן יכול לייצר מחלה ממשית. את המחקר ערכה קבוצתה של פרופ' אסיה רולס מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בהובלת הדוקטורנטית תמר קורן ובשיתוף פרופ׳ קובי רוזנבלום מאוניברסיטת חיפה.

המחקר התמקד באיזור במוח הקרוי אינסולה ובקשר שלו למחלות מעי. לדברי פרופ' רולס, "האינסולה נבחרה בשל תפקידיה המגוונים באינטרוספציה (Interoception) – תפיסה של אירועים ומצבים גופניים ונפשיים פנימיים ובהם טמפרטורת הגוף, נשימה, קצב הלב, כאב ורעב; המעי נבחר משום היותו עתיר עצבים – במערכת העיכול יש כחצי מיליארד תאי עצב, יותר מאשר בחוט השדרה. מאחר שהאינסולה מנטרת את מצב הגוף שיערנו שהיא גם שומרת מידע על המצב החיסוני שלו ושלכך תהיה השפעה על מצב המעי."

הדוקטורנטית תמר קורן

ואכן, החוקרות הצליחו להראות כי במקרה של דלקת במעי, האינסולה צוברת מידע רב על הדינמיקה של הדלקת; יתרה מכך, אומרת פרופ' רולס, "הראינו שבהפעלה יזומה של אותו איזור באינסולה שהופעל על ידי הדלקת בעבר אפשר לייצר דלקת חדשה. מדובר בסוג של זיכרון, כי המניפולציה הזאת עובדת רק לאחר אירוע חיסוני כלשהו."

המחקר הנוכחי מרחיב את המונח "זיכרון חיסוני" המוכר כיום בעיקר בהקשר של חיסונים – יכולתה של מערכת החיסון לייצר תאי זיכרון ונוגדנים; במפגש ראשוני עם חיידק, נגיף או חיסון לומדת מערכת החיסון את מאפייניו של הפולש ושומרת אותם בתאי זיכרון משלה. כך, בפעם הבאה, תגיב המערכת במהירות ויעילות רבה יותר כנגד מרכיבים של אותו מחולל-מחלה ותוכל לצמצם תחלואה או למנוע אותה.

חוקרות הטכניון מראות במחקר הנוכחי, ככל הנראה לראשונה כי זיכרון כזה לא קיים רק בתוך מערכת החיסון אלא גם במוח; כי קבוצות נוירונים במוח יכולות לצבור, לאחסן ולייצא מידע הקשור למערכת החיסון. יתר על כן, בשעת האמת, כאשר הגוף מותקף, נחלץ המוח לעזרת מערכת החיסון ומסייע לה להגיב במהירות וביעילות.

החוקרות מדגישות כי המחקר נעשה בעכברים ולכן יש להיזהר בפרשנויות שלו לגבי בני אדם; עם זאת, הן מסבירות כי מעבר להישג המדעי – חשיפת המנגנון הפסיכוסומטי –  יש בממצאי המחקר פוטנציאל קליני לטיפול במחלות דלקתיות כרוניות. זאת משום שבאמצעות מניפולציה על האינסולה אפשר לא רק ליזום ולהאיץ תגובות חיסוניות אלא גם להאט ולשכך אותן, ולפחות במקרה של דלקת מעי – ממש להסיג את המחלה כפי שהראו במחקר בעכברים.

לסיכום, יתכן שעיכוב הפעילות באזורים מסוימים באינסולה יוכל לשכך מחלות פיזיולוגיות שמקורותיהן פסיכוסומטיים. אחד מיתרונותיה של התערבות כזו הוא בהיותה ממוקדת ומסונכרנת בין כל מערכות הגוף; בניגוד לטיפול גורף וכללי בסטרואידים היא מאפשרת לבצע טיפול ממוקד.

פרופ' אסיה רולס והדוקטורנטית תמר קורן

המחקר נתמך על ידי הנציבות האירופית למחקר (מענק ERC), מרכז פרינס למחלות נוירולוגיות של המוח והמכון הרפואי האוורד יוז. בהובלת המחקר השתתף פרופ' קובי רוזנבלום מחוג סגול לנוירוביולוגיה באוניברסיטת חיפה.

פרופ' אסיה רולס השלימה תואר ראשון ושני בפקולטה לביולוגיה בטכניון. לאחר דוקטורט במכון ויצמן למדע ופוסט-דוקטורט במחלקה לפסיכיאטריה באוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה היא הצטרפה בשנת 2012 לסגל הפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון. היא נבחרה כחברה באקדמיה הצעירה למדעים, זכתה בפרס אדליס לחקר המוח ובפרס קריל מטעם קרן וולף, במענק ERC ונבחרה כאחת מ-40 החוקרים הבינלאומיים המובילים מטעם המכון הרפואי הווארד יוז (HHMI).

תמר קורן היא דוקטורנטית במסלול MD-PhD, המכשיר רופאים-חוקרים בפקולטה לרפואה בטכניון. היא החלה את לימודיה בטכניון לאחר קבלת תואר B.Mus בהצטיינות ככנרת בביה"ס למוסיקה ע"ש בוכמן-מהטה באוניברסיטת תל אביב. ב-2016 היא הצטרפה למעבדתה של פרופ' רולס ומאז היא מתמקדת במחקר המתפרסם כעת, זאת במקביל ללימודיה הקליניים ברפואה.

לסרטון המסביר את המחקר:

למאמר בכתב העת Cell  לחצו כאן

The post האם זכרון יכול לייצר מחלה? first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

לצפייה בנאומו של המשנה הבכיר לנשיא פרופ' עודד רבינוביץ' מתוך יום הכוון תשפ"ב:

שנת הלימודים תשפ"ב נפתחה בטכניון. השנה הצטרפו לקמפוס הטכניון 2,000 סטודנטים חדשים, ואוכלוסיית הסטודנטים הכוללת מונה כ-15,000 סטודנטיות וסטודנטים ב-17 פקולטות. 11,595 מהם ילמדו לתואר ראשון והיתר לתארים מתקדמים. 218 מהסטודנטיות ומהסטודנטים לתואר שני לומדים במכון טכניון-קורנל ע"ש ג'ייקובס בניו-יורק.

"נפלא לפתוח את השנה ולראות את הקמפוס שב ומתמלא," בירך נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון את הסטודנטים. "בחודשים האחרונים התחלנו להיערך לחגיגות המאה לפתיחת הטכניון. ההתחלה ב-1924 הייתה צנועה – 16 סטודנטים וסטודנטית אחת במבנה יחיד בשכונת הדר – וכיום לפניכם קמפוס גדול ומפותח, מרכז אינטלקטואלי שוקק חיים. בזכות כישוריכם זכיתם בהזדמנות חד-פעמית להקדיש מספר שנים ללמידה ולהעשרה אינטלקטואלית. נצלו את ההזדמנות, בואו לקמפוס, פיגשו את המרצים ואת חבריכם ללימודים,  היכנסו גם להרצאות שאינן קשורות לתחום הלימוד שלכם, דברו, התווכחו, החשפו לכל הדברים  שהקמפוס מציע. מצפים לראותכם. שנת לימודים פוריה ומעשירה."

"אנחנו פוגשים אתכם היום אחרי שלושה סמסטרים קשים, שבהם הריחוק החברתי שנגזר על כולנו בשל מגפת הקורונה כפה על כולנו ניתוק וחסך," אמר לסטודנטים בטקס הפתיחה המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ' עודד רבינוביץ'. "אנו מייחסים חשיבות רבה לפן החברתי והבין-אישי המבוסס על המפגש אתכם בקמפוס הטכניון. זאת מתוך אמונה והכרה בחשיבותו של הממד האנושי בתהליכי החינוך, ההוראה והלמידה של המהנדסות, הרופאים, האדריכליות והמחנכים שתהפכו להיות – נשים וגברים מובילים ומצטיינים בתחומם. הטכניון הוא זירה ליצירה משותפת, לחילופי דעות, להסכמה ולעתים גם לוויכוח, ומכאן חשיבותם של הממדים האנושיים העומדים בבסיס המדע, ההנדסה והרפואה: יצירתיות, מעוף, תעוזה, קשב לזולת, עצמאות מחשבתית, מודעות לפרטים ולחברה ולעתים גם גדלות רוח, נדיבות וחמלה. כוונו גבוה, אל תסתפקו במועט, ובעיקר נסו למצוא את הצדדים ואת הכיוונים שבהם תצליחו להביא את עצמכם להצטיינות. בהצלחה לכולם."

חלקן של הנשים בקרב אוכלוסיית הסטודנטים לתואר ראשון בטכניון עומד על 44%, וזאת בעקבות האסטרטגיה שמוביל הטכניון להגדלת שיעור הנשים באקדמיה. אסטרטגיה זו הובילה בעשור האחרון לגידול משמעותי בשיעור הסטודנטיות הבוחרות בלימודים אקדמיים בתחומי המדעים וההנדסה בטכניון.

הפקולטות המבוקשות ביותר בקרב הסטודנטים החדשים היו גם השנה הפקולטות המכשירות סטודנטים למקצועות ההייטק  – הנדסת חשמל ומחשבים, מדעי המחשב ומדעי הנתונים, זאת לצד הפקולטה לרפואה. עלייה משמעותית נרשמה גם ברישום לפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בשל העניין הרב שמעוררת תעשיית הפודטק הישראלית. בטכניון נמצאת הפקולטה היחידה בארץ למחקר בהנדסת מזון המכשירה את הדור הבא בתעשיית הפודטק הישראלית. הרישום לפקולטה להנדסת מכונות גדל גם הוא.

השנה נפתח מסלול חדש לתואר משולב בפיזיקה ובהנדסת אווירונוטיקה וחלל. מטרת התוכנית המשותפת היא להכשיר בוגרים בעלי ידע בסיסי רחב בלימודי הפיזיקה ובהנדסת האווירונוטיקה והחלל.

חידושים בולטים נוספים בשנת הלימודים הנוכחית הם:

1. טרום טכניון – קורס הכנה לשנת הלימודים הראשונה בטכניון.

לראשונה הציע הטכניון לסטודנטים החדשים, ללא תשלום, קורס ייחודי של שלושה שבועות לקראת פתיחת שנת הלימודים האקדמית. הקורס, שמשלב הכנה מתמטית עם מעטפת חברתית-חוויתית, ניתן לסטודנטים ולסטודנטיות בחינם, כשירות מיוחד מטעם הטכניון, כדי להקל עליהם את ההתאקלמות בשנת הלימודים הראשונה. הוא התקיים בקמפוס הטכניון במתכונת לימודים פנים אל פנים ובמקביל הוצע מסלול מקוון.

הלימודים כללו תרגולים עם מיטב המרצים בטכניון למתמטיקה, תרגול בקבוצות למידה ופגישות עם סטודנטים ותיקים בטכניון ששימשו חונכים לסטודנטים החדשים. התוכן הלימודי בקורס היה מתמטי אולם המשתתפים נהנו גם מסדנאות של המרכז ליזמות בטכניון ושל המרכז לייעוץ ותמיכה בסטודנטים (אסטרטגיות למידה), מפגשים עם סטודנטים בקמפוס, פעילויות חברה ותרבות של לשכת דיקנית הסטודנטים ועוד.

2. אפיקי קבלה חדשים ללימודים בטכניון שנותנים אפשרות ומגוון לסטודנטים שמגיעים מרקעים שונים.
3. הפעלת תוכנית אשכולות לתואר ראשון.
   אפשרות להרחבת מקבצי לימוד קיימים לאשכולות רב-תחומיים, חוצי פקולטות. תוכניות למקבצי קורסים הפתוחות לכל הסטודנטים בטכניון והן בין-תחומיות באופיין.
4. אשכול ביזמות. מרכז היזמות בטכניון בשיתוף עם לימודי הסמכה והמחלקה ללימודים הומניסטיים השיקו אשכול קורסים כמסגרת פעילות כלל-טכניונית ועל פקולטית המתמקדת ביזמות. עד כה נרשמו לתוכנית כ־850 סטודנטים.

בתמונות הסטודנטים חוזרים לקמפוס:

The post שנת הלימודים תשפ"ב – יוצאים לדרך! first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

מה המשותף בין הדמיה של עובר במכשיר אולטרה-סאונד, תקשורת סלולרית במכשירים ניידים, מנועים זעירים וזיכרונות מחשב הפועלים על אנרגיה מועטה? כל הטכנולוגיות הללו מבוססות על חומרים פֵרוֹאלקטריים – חומרים המאופיינים בקשר חזק בין מבנה האטומים שבחומר לבין תכונותיו החשמליות והמכניות.

ד"ר יכין עברי

כעת, חוקרים בטכניון הצליחו לשנות את תכונותיהם של חומרים פרואלקטריים על ידי סילוק של אטום חמצן בודד מהמבנה המקורי. בכך הם פורצים דרך לפיתוח טכנולוגיות חדשות. את המחקר הוביל ד"ר יכין עברי מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים עם הפוסטדוקטורנטית ד"ר המפראבה הלנגובן והדוקטורנטית מיה ברזילי, והוא התפרסם ב-ACS Nano. ראוי לציין כי סילוק של אטום חמצן ממקומו הוא אתגר גדול בשל משקלם הזעיר של אטומי החמצן, ולכן ההישג האמור מרשים במיוחד.

בחומרים פרואלקטריים, תזוזה קטנה של האטומים גורמת לשינויים משמעותיים בשדה החשמלי ובהתכווצות החומר או הרחבתו. אפקט זה נובע מכך שהיחידה הבסיסית שחוזרת על עצמה בחומר כוללת אטומים המסודרים במבנה שאינו סימטרי.

כדי להבהיר את המשפט האחרון ניקח כדוגמה חומר פרואלקטרי בשם בריום טיטנאט (Barium Titanate). בחומר זה יוצרים האטומים מבנה דמוי קובייה, שבתוכו נמצאים אטום אחד של טיטניום ואטומי חמצן. בחומרים אלה מתרחשת תופעה ייחודית: אטום הטיטניום מתרחק מאטומי החמצן. מאחר שלטיטניום מטען חשמלי חיובי ולחמצן מטען שלילי, התרחקותם זה מזה יוצרת קיטוב, כלומר דיפול חשמלי.

בקובייה יש שש פאות, כך שהאטומים הטעונים זזים לאחת מתוך שש אפשרויות. באזורים שונים בחומר, מספר רב של אטומים שכנים זזים לאותו הכיוון והקיטוב בכל אזור שכזה, המכונה דומיין פרואלקטרי, הוא אחיד.

מימין לשמאל : מיה ברזילי, ד"ר יכין עברי וד"ר המפרבה אלנגובן

הטכנולוגיות המסורתיות מבוססות על השדה החשמלי הנוצר באותם אזורים. עם זאת, בשנים האחרונות מופנה מאמץ אדיר למזער את ההתקנים ולעשות שימוש בגבול שבין הדומיינים במקום בדומיינים עצמם, וכך להפוך את ההתקנים ממבנים תלת-ממדיים למבנים דו-ממדיים.

החוקרים עדיין חלוקים לגבי מה קורה בעולם הדו-ממדי של קירות הדומיינים: כיצד מתייצב הגבול בין שני אזורים בעלי קיטוב חשמלי שונה? האם בקירות הדומיינים קיים קיטוב חשמלי אחר מזה של הדומיינים עצמם? האם אפשר לשלוט בתכונות של קירות הדומיינים באופן נקודתי?

במחקר הצליחו החוקרים לפענח, בסקאלה האטומית, את מבנה האטומים ואת היערכות השדה החשמלי בקירות הדומיינים. במאמר ב-ACS Nano מאששים החוקרים את ההשערה שקירות הדומיינים מאפשרים קיום של גבול דו-ממדי בין דומיינים כתוצאה מכך שחלק מאטומי החמצן באזורים המשותפים לשני דומיינים עוזבים את החומר ובכך מאפשרים גמישות גבוהה יותר בהיערכות השדה החשמלי המקומי. החוקרים הצליחו "להעלים" אטום חמצן בודד, והראו שפעולה זו יוצרת דיפולים הפוכים וסימטריה חשמלית גבוהה יותר – מבנה טופולוגי ייחודי הקרוי קוודרופול.

בסיוע סימולציות מחשב שערך לי שיו מאוניברסיטת ווסטרלייק שבסין הראו החוקרים כי לסילוקו של אטום החמצן השפעה רבה על התכונות החשמליות של החומר לא רק בסקאלה האטומית אלא אף בקנה מידה הרלוונטי להתקנים אלקטרוניים – למשל בהיבט של מוליכות חשמלית. פירוש הדבר הוא שהישג מדעי זה עשוי לסייע במזעורם של התקנים כאלה.

 בתמונת המיקרוסקופ: תמונת המבנה לפני שליפת האטום מתוכו (מימין) ואחריה

יתר על כן, בשיתוף חוקרים מהקריה למחקר גרעיני נגב הראו חוקרי הטכניון כי את סילוק אטום החמצן אפשר להשיג על ידי חשיפת החומר לקרינת אלקטרונים. לכן, בנוסף לפוטנציאל הטכנולוגי של התגלית בתחום האלקטרוניקה, ייתכן שאפשר להשתמש באפקט עבור גלאי קרינה ועל ידי כך לאתר מראש ובכך למנוע תקלות גרעיניות כדוגמת האסון שפקד לפני מספר שנים את הכור בפוקושימה.

המחקר, שבוצע במתקני המיקרוסקופייה בפקולטה למדע והנדסה של חומרים, מומן על ידי הקרן הישראלית למדע וקרן פזי. המעבדה למבנים ננו וקוואנטום פונקציונליים, בראשות ד"ר עברי, פועלת בתמיכת תוכנית צוקרמן למנהיגות במדעים וטכנולוגיה.

למאמר ב-ACS Nano לחצו כאן

The post חסר לי חמצן, וזה טוב! first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

רופאי מכבי שירותי בריאות החלו לעבוד לאחרונה עם אלגוריתם חיזוי מבוסס בינה מלאכותית שפותח בטכניון יחד עם KSM (קאהן-סגול-מכבי), מכון המחקר והחדשנות של מכבי. האלגוריתם החדש מסייע לרופאים בקבלת החלטה על טיפול אנטיביוטי מותאם אישית לכל מטופל.

פרופ' רועי קישוני

האבחנה הראשונה שמכבי התמקדה בה היא דלקת בדרכי השתן – המחלה החיידקית הנפוצה ביותר בקרב נשים. כ-30% מהנשים באוכלוסייה סובלות מתופעה זו לפחות פעם אחת במהלך חייהן ועד 10% יסבלו מדלקות חוזרות. עד כה ניתן במרבית המקרים טיפול כללי המבוסס על ההנחיות הקליניות ועל שיקול דעת רפואי, ולעתים מתברר כי החיידקים עמידים לאנטיביוטיקה שנרשמה ויש צורך בהחלפת טיפול.

מאז תחילת השימוש באלגוריתם החדש טיפלו רופאי מכבי בעשרות אלפי מקרים, והתוצאה: ירידה משמעותית של כ-35% בצורך להחליף טיפול אנטיביוטי כתוצאה מהתפתחות עמידות חיידקית לאנטיביוטיקה שנרשמה. המשמעות היא שהודות לטכנולוגיה החדשה, התאמת האנטיביוטיקה מדויקת הרבה יותר. לאור הצלחת הפיתוח החדש בטיפול בדלקות שתן החלו במכבי לעבוד על פיתוח מערכות זיהוי נוספות שיסייעו להתמודד עם מחלות זיהומיות אחרות הדורשות טיפול אנטיביוטי מותאם אישית.

איך זה עובד?

המערכת הממוחשבת של מכבי ממליצה לרופא על הטיפול האנטיביוטי המתאים ביותר למטופלת בהתבסס על ההנחיות הקליניות ופרמטרים נוספים כגון גיל, מגדר, סטטוס הריון, מגורים במוסד סיעודי וכן היסטוריה אישית של דלקת בשתן וניפוקי אנטיביוטיקה.

האלגוריתם הייחודי פותח על ידי  פרופ’ רועי קישוני וד"ר עידן ילין מהפקולטה לביולוגיה בטכניון ביחד עם KSM, מכון המחקר והחדשנות של מכבי בראשות ד"ר טל פטלון והוטמע על ידי צוות מחלקת "מדיקל אינפורמטיקס" ומערך רופא ראשי בקרב רופאי מכבי. לדברי פרופ' קישוני, "האלגוריתם שפיתחנו עם מומחי מכבי מהווה אבן דרך חשובה ברפואה מותאמת אישית לקראת טיפולים אנטיביוטיים מבוססי בינה מלאכותית – טיפולים המותאמים למטופל על סמך ניבוי התגובה לטיפול ומפחיתים התפתחות של חיידקים עמידים.”

ד"ר שירה גרינפלד, מנהלת מחלקת מדיקל אינפורמטיקס במכבי, אמרה כי "המשמעות של מתן טיפול אנטיביוטי מותאם אישית היא הקטנת הסיכון להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה – בעיה עולמית שגופי הבריאות כולם מנסים למצוא לה פתרון”.

The post מכבי והטכניון: בינה מלאכותית הגבירה את דיוק בחירת האנטיביוטיקה לדלקת בדרכי השתן first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

היקף הפרס כמיליון דולר והוא הפרס הכספי הגדול בעולם המוענק בתחומים אלה. הפרסים ניתנו לשמונה חוקרים ישראלים, שלושה מהם כאמור חוקרים בטכניון: פרופ' אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, פרופ' גדעון גרדר מהפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון וד"ר יניב רומנו מהפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב והפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי.

פרופ' רוטשילד ופרופ' גרדר הם חברי GTEP, תוכנית האנרגיה ע"ש ננסי וסטיבן גרנד בטכניון. הם זכו ב"פרס על מחקר פורץ דרך" על תרומתם לפיתוח טכנולוגיה חדשנית שמחוללת מהפכה בייצור מימן ירוק – דלק חלופי מבטיח שהשימוש בו יקטין את פליטות המזהמים וגזי החממה. הטכנולוגיה החדשנית שפיתחו השניים עם ד"ר חן דותן וד"ר אביגיל לנדמן, שהיו סטודנטים שלהם, הובילה להקמתה של חברת ההזנק H2PRO. לאחרונה זכתה החברה בתואר "החברה הטובה ביותר" בתחרות הבין-לאומית New Energy Challenge של ענקית האנרגיה SHELL. "ועידת האקלים בלגזגו העלתה את הבעיה הקשה ביותר הניצבת בפני האנושות – שינויי האקלים," אמר פרופ' גרדר. "מדובר בבעיה קשה ומורכבת שצמחה מתוך השימוש באנרגיה מחצבית ובשריפה לא מבוקרת של דלקים ב-150 השנים האחרונות. אחד המרכיבים בפתרון הבעיה הזאת הוא מימן ירוק שיופק ממקורות מתחדשים בתהליך ייצור יעיל, כלכלי ובטוח בקנה מידה רחב, ואני שמח שכל זה נמצא בפיתוח שעליו קיבלנו את הפרס."

פרופ' אבנר רוטשילד (במרכז) ופרופ' גדעון גרדר (מימינו) עם התעודות

ד"ר יניב רומנו זכה בפרס לחוקרים בין-לאומיים מובילים המצטרפים כחברי סגל למוסדות להשכלה גבוהה בישראל, זאת על תרומתו פורצת הדרך בתחום מדעי הנתונים, למידת מכונה ועיבוד אותות. הוא השלים את כל תאריו האקדמיים בטכניון וחזר אליו, אחריו פוסט-דוקטורט באוניברסיטת סטנפורד, כחבר סגל בשתי פקולטות: הפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב והפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי. במחקריו הוא עוסק בפיתוח שיטות מתקדמות לניתוח מידע המבטיחות תאורטית ומעשית את איכות המסקנות המתקבלות על ידי אלגוריתמי למידה חישובית בהיבטים של אמינות, עמידות, הוגנות ונכונות.

ד"ר יניב רומנו (במרכז, מחזיק בתעודה)

The post אנרגיה ירוקה בצל משבר האקלים first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

חוקרות בטכניון מדווחות על פיתוח מולקולה ייעודית העשויה לבלום התפתחות של מחלת אלצהיימר. המולקולה מפרקת את הקומפלקס הכימי הרעיל Cu–Aβ וכך בולמת את תמותת התאים המעורבת במחלה. את המחקר הובילו פרופ' גליה מעין והדוקטורנטית אנסטסיה בהר מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך.

פרופ' גליה מעיןיוני נחושת הם מרכיב מרכזי במבנה ובתפקוד של תאים שונים בגוף. עם זאת, הצטברות שלהם עלולה להוביל להרעלת תאים וכך לגרום תופעות מסוכנות ובהן עקה חמצונית, הפרעות לב וכלי דם ומחלות ניווניות של המוח ובהן אלצהיימר.

אחד המנגנונים המעורבים בהתפתחות אלצהיימר הוא היווצרות של רדיקלים חופשיים הפוגעים בתאי המוח. אלה הם  חומרים מחמצנים הנוצרים בין השאר על ידי Cu–Aβ – תרכובת של נחושת ועמילואיד בטא.

כיום כבר ידוע שפירוק של קומפלקס זה, כלומר הפרדת הנחושת מהעמילואיד, בולם את תמותת התאים ואת התפתחות המחלה. הפרדה זו נעשית באמצעות קלציה (Chelation) – שימוש במולקולות הנקשרות ליוני הנחושת ומפרידות אותם מהעמילואיד.

אולם אתגר זה אינו פשוט, משום שמולקולות הקלציה חייבות למלא כמה תנאים כימיים וקינטיים חשובים ובהם יציבות ועמידות בתהליכי חמצון-חיזור. חשוב גם שבתהליך ההפרדה האמור לא יילכדו מולקולות אבץ, שגם הן חיוניות לתפקוד הנוירונים (אך אינן גורמות לרעילות כאשר הן קשורות לעמילואיד); אם האבץ אינו נקשר למולקולת הקלציה, היא יכולה להמשיך לקשור את יוני הנחושת.

 הדוקטורנטית אנסטסיה בהר

חוקרות הטכניון מדווחות בכתב העת Angewandte Chemie על הצלחה בפיתוחה של מולקולת קלציה מלאכותית חדשה העונה לכל הדרישות הללו. המולקולה, הקרויה P3, היא מולקולה מלאכותית  דמוית פפטיד ומסיסה במים, המבצעת את המשימה האמורה באופן סלקטיבי: היא נקשרת לנחושת באופן חזק ויוצרת את קומפלקס CuP3, מפרידה את הנחושת מהעמילואיד ובכך מעכבת ואף מדכאת יצירת חומרים מחמצנים מזיקים, ואינה יוצרת בתהליך זה תהליכי חמצון חדשים. היא אומנם קושרת יוני אבץ ואף מוציאה אותם מהעמלואיד מהר יותר מאשר את יוני הנחושת, אולם הקישור ליוני האבץ חלש ואורך זמן קצר ולכן בפועל היא קושרת בעיקר יוני נחושת.

 בתרשים, משמאל לימין: חמצון של יוני הנחושת בקומפלקס של עמילואיד )המכיל גם יוני אבץ( מוביל ליצירת קומפלקס עמילואיד רעיל וחומרים מחמצנים מזיקים (ROS). מולקולת הקלציה המסיסה במים מסירה את יוני הנחושת מן הקומפלקס העמילואידי על ידי יצירת קומפלקס חדש יציב ומדכאת את יצירת החומרים המחמצנים המזיקים ((NO ROS, וכך מנטרלת את רעילות העמלואיד.

למאמר בכתב העת Angewandte Chemie לחצו כאן

The post לבלום את הרדיקלים החופשיים first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

הטכניון יקים, בתמיכת קרן אדליס, את מכון אנדרה דלורו לפריצות דרך מדעיות והנדסיות בעולם הביו-רפואה. המכון, יחיד מסוגו בישראל, יוקדש למחקר בין-תחומי רפואי, מדעי והנדסי. מטרתו לקדם מחקרים בתחום בריאות האדם באמצעות שיתוף פעולה בין חוקרים מפקולטות ומדיסציפלינות שונות.

מכון דלורו יפגיש את מיטב החוקרים והחוקרות בקמפוסי הטכניון ובכך יגשר בין תחומים שנחקרו בעבר בנפרד, זאת במטרה לאפשר תגליות חדשות ולקדם מחקר יצירתי, פורץ דרך ויישומי שיחולל מהפכה בטיפולים ובהתקנים רפואיים.

מכון דלורו, שישמש נקודת מפגש בין הרפואה למדע ולהנדסה, יוקם כאמור בתמיכת קרן אדליס על בסיס הסכם שנחתם לאחרונה עם הטכניון. הוא יכיל כ-28-24 מעבדות חדישות שיצוידו במכשור המתקדם בעולם. בבניין תפעל מעבדת קבע חדשנית לצד מעבדות ייעודיות רבות.

"בריאות האדם היא אחד האתגרים העיקריים הניצבים בפני האנושות במאה ה-21," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון. "כמו אתגרי ענק אחרים, מהפכה משמעותית בבריאות האדם מצריכה מאמצים רב-תחומיים. כדי להביא את מכלול יכולותיו של הטכניון לידי מיצוי תתאפיין יוזמה זו ברוחב יריעה מחקרי, טכנולוגי וחברתי ותתמוך לא רק בקידום המחקר בבריאות האדם אלא גם בתרגומן של תגליות מחקריות לכדי יישומים ומוצרים שישמשו את מערכות הרפואה ואת הצוותים הרפואיים הניצבים בחזית. זאת מתוך גישור בין הרפואה למדעי החיים, המדעים המדויקים, עולמות ההנדסה, מדע הנתונים והעיצוב. המכון יאגד חוקרים מפקולטות שונות ויבטא את ההבנה שסילוק החומות בין פקולטות ודיסציפלינות הכרחי לשימור מעמדו של הטכניון בצמרת האוניברסיטאות העולמית ולהתמודדותו עם אתגרי המאה ה-21."

"עם התפתחותן חסרת התקדים של טכנולוגיות חדשות אנו נכנסים לשלב חדש של מחקר יישומי ויצירתי בתחום בריאות האדם," אמרה רבקה בוכריס, נאמנת קרן אדליס. "בשנים הקרובות נחזה בעלייתו של החוקר הרב תחומי – המסתמך על יותר נתונים כדי לערוך מחקר מדויק, מעמיק ונרחב, זאת תוך שימוש בתשתיות מחקר הולמות ושיתוף פעולה עם חוקרים אחרים. לשם כך נחוצים מוסדות מחקר גדולים כמו הטכניון, שיוכלו לספק לחוקרים הטובים ביותר את התשתיות הנחוצות כמו גם פתרונות חדשים שיאפשרו לחוקרים בעלי מומחיות שונה לקיים מחקרים משותפים. ואכן, אנו בקרן אדליס משוכנעים כי שילוב חוקרים מוכשרים מתחומים שונים, במעבדות המצוידות בציוד החדיש ביותר, יוליד רעיונות חדשניים שיובילו לגילויים חשובים בתחום בריאות האדם. לכן החליטה קרן אדליס להשתתף בהתנעת שינוי היסטורי זה על ידי מימון הקמת 'מכון אנדרה דלורו למדעים והנדסה'."

כבר לפני חמישים שנים קיבלה הנהלת הטכניון דאז החלטה פורצת דרך: להקים בית ספר לרפואה באוניברסיטה מדעית-טכנולוגית. זאת מתוך ההבנה שהשילוב בין רפואה והנדסה יאיץ את המחקר והפיתוח ויוביל לחידושים רפואיים בתחומים רבים ובהם תרופות, התקנים רפואיים, אבחון וטכנולוגיות דימות. ואכן, בהשראת הסביבה היזמית של הטכניון מתמקדים היום חוקרות וחוקרים רבים בקמפוס בפיתוח יישומים רפואיים תוך שימוש בידע העצום שנצבר בטכניון בתחומי המדעים המדויקים, ההנדסה, מדע הנתונים ומדעי החיים. תוך שיתוף פעולה בין חוקרים מכלל הפקולטות מתורגם ידע זה לטכנולוגיות חדשניות. קשריו ההדוקים של הטכניון עם תעשיות ההייטק בכלל, ועם ענף ההנדסה הביו-רפואית בפרט, מאפשרים לחוקריו לתרגם טכנולוגיות אלה למוצרים וטיפולים התורמים לבריאות האדם בארץ ובעולם.

The post מכון אנדרה דלורו למדעים ולהנדסה first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

 ד"ר תמר סגל-פרץ

חוקרים בטכניון ובמכון הלמהולץ היראון בגרמניה פיתחו קונספט חדש לייצור של ממברנות להפרדה סלקטיבית של חלקיקים ננומטריים לפי דרישה. ממברנות אלה רלוונטיות ליישומים מגוונים ובהם ייצור תרופות, הפרדת חומרים, טיהור מים וניקיון מזהמים ממי שפכים.

את המחקר שהתפרסם ב- Advanced Materials הובילו ד"ר תמר סגל-פרץ והדוקטורנט אסף סימון מהפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון, יחד עם ד"ר ז'נז'ן זאנג ופרופ' פולקר אבץ ממכון הלמהולץ היראון בגרמניה.

הפרדה מולקולרית בסלקטיביות גבוהה היא תהליך המתרחש בטבע. דוגמה לכך היא ממברנות-תעלה, המפרידות בין פנים התא למרחב שמחוצה לו ומפקחות על החומרים הנכנסים לתא ויוצאים ממנו. בהשראת הטבע מנסות קבוצות מחקר רבות לפתח ממברנות-תעלה דומות, המאפשרות סינון של חומרים שונים למטרות תעשייתיות מגוונות. עם זאת, ייצורן של ממברנות כאלה, שיהיו מדויקות ואחידות מבחינת גודל החורים, סלקטיביות ותכונות אחרות, הוא אתגר הנדסי מורכב, והוא מורכב אף יותר כשהן מיועדות לחלקיקים ננומטריים קטנים.

אסף סימון

חוקרי הטכניון הצליחו לבנות את הממברנות המבוקשות באמצעות שימוש בבלוק-קופולימרים (block copolymers) – שרשראות פולימריות העוברות סידור עצמי באופן ספונטני. על מצע זה הם גידלו תחמוצת מתכת תוך שליטה מלאה על עובי התחמוצת בתוך חורי הממברנה. התהליך שפיתחו החוקרים מאפשר לקבוע באופן מדויק את גודל החורים כמו גם תכונות אחרות של הממברנה הפולימרית. לאחר הגידול מתקבל מצע אידאלי לשילוב של מולקולות פונקציונליות על גבי הממברנה, אשר מקנות לה תכונות ייחודיות כגון מטען חשמלי ופני שטח הידרופוביים (דוחי מים). ממברנות אלה הפגינו ביצועים יוצאי דופן בהפרדה של חלקיקים ננומטריים על בסיס גודל, מטען ו/או זיקה למים.

ד"ר סגל-פרץ מעריכה כי פריצת דרך זו תספק לתעשיות השונות כלי חדש, מגוון ומדויק בסינון מולקולות, מזהמים וחלקיקים אחרים.

מימין: תהליך ייצור הממברנות – גידול של מתכות בתוך תעלות הממברנה בצורה מדויקת השולטת בגודלן, ולאחר מכן יצירת תגובה לקבלת ממברנה בעלת תכונה פיזיקלית ייחודית. משמאל: תמונת חתך של הממברנה המראה שילוב של תחמוצות המתכת על גבי ממברנות הבלוק-קופולימר.

למאמר בכתב העת Advanced Materials  לחצו כאן

The post סינון סלקטיבי first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

האם זיכרון יכול לייצר מחלה, ניצחון בפורמולה סטודנטים, פתיחת שנת הלימודים בקמפוס, בניין דלורו למדעים ולהנדסה יצא לדרך, נחנך היכל הספורט החדש ע"ש עמוס חורב ועוד מחקרים חדשים ופורצי דרך.

לקריאה מלאה:

https://mailchi.mp/technion.ac.il/technion-live-november-2021?e=0c66d151be

The post ניוזלטר נובמבר 2021 first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

קבוצת Defi, שהוקמה על ידי סטודנטים מהטכניון, היא הזוכה בפרס הראשון וב-10,000 דולר בתחרות היזמות BizTEC שהתקיימה השבוע בתל אביב. הפרס ניתן לחברי הקבוצה על פיתוח דפיברילטור נייד קומפקטי, זול ופשוט לשימוש.

בתמונה, מימין לשמאל: אוהד יניב, אייל קלנר, ירון ארבל, אלון גלעד עידן שנפלד, רוית אבל ופרופ׳ עזרי טרזי

דפיברילטור, ובעברית מַפְעֵם, הוא מכשיר חשמלי לטיפול בהפרעות לב פתאומיות ומסכנות חיים. דפיברילטורים סטנדרטיים הם מכשירים יקרים וגדולים המותקנים במקומות ציבוריים כגון קניונים. למרות פריסתם ההולכת וגדלה, במרבית המקרים הם אינם זמינים ברגע האמת. מדובר באירועים המצריכים תגובה מהירה – שימוש בדפיברילטור תוך ארבע דקות לכל היותר – אחרת התוצאה היא נזק מוחי ואפילו מוות. המוצר עליו עובדים חברי הקבוצה מציע אלטרנטיבה מהירה ונגישה לדפיברילטור המסורתי.

בקבוצה הזוכה חברים: רוית אבל בוגרת הפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון,עידן שנפלד בוגר הנדסת מחשבים במסגרת תוכנית רוטשילד טכניון למצוינים ואלון גלעד, מהנדס מכונות הלומד לתואר שני בפקולטה להנדסה ביו-רפואית. את הקבוצה ליוו לאורך כל הדרך מנמ”ר בית החולים איכילוב אייל קלנר ומנהל המרכז למחקר קרדיווסולרי באיכילוב פרופ’ ירון ארבל. לפני חודשים ספורים זכתה הקבוצה במקום הראשון בתחרות iTrek שהתקיימה בטכניון ובמכון טכניון-קורנל ע"ש ג'ייקובס בקורנל טק.

תוכנית היזמות BizTEC מתקיימת כיום במסגרת t-hub – מרכז החדשנות והיזמות בטכניון בראשות פרופ' עזרי טרזי ובהובלת אוהד יניב, מנהל תוכניות הסטארטאפים.

Defi

התוכנית נוסדה בטכניון ב-2004 כדי לטפח יזמים מתחילים המבקשים לפתח טכנולוגיות עמוקות הדורשות שיתוף פעולה בין-תחומי ותשתית מעמיקה של ידע. היא מספקת לצוותים המשתתפים ליווי מקצועי צמוד של מנטורים מהאקדמיה והתעשייה. ב-17 שנות קיומה של התוכנית הקימו בוגרי התכנית עשרות חברות פעילות שגייסו יותר ממיליארד דולר במצטבר ובהן  בריזומטר, אוגמדיקס, Windward, Houseparty ו-Presenso. לתוכנית ניגשו השנה כ-100 קבוצות, מהן התקבלו 37. לשלב הגמר העפילו 11 קבוצות שהציגו את פיתוחיהן בפני הקהל.

לאירוע הגמר הגיעו נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון, יזמים רבים ובכירים בתעשיית הון הסיכון בישראל, רבים מהם בוגרי הטכניון, ובהם שר המדע והטכנולוגיה לשעבר היזם יזהר שי, מייסדי אורמת דיתה ויהודה ברוניצקי, היזם יוסי ורדי, דדי פרלמוטר שהיה סגן נשיא אינטל העולמית, מייסד פלייבאז שאול אולמרט, מנכ"ל מיקרוסופט ישראל לשעבר יורם יעקבי והיזם דן וילנסקי.

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון פתח את האירוע ואמר: "בשנים האחרונות הבנו שיזמות הוא תחום רחב הרבה יותר מיזמות טכנולוגית או יזמות עסקית. יזמות היא הלך רוח שאפשר ליישמו בכל אחד מתחומי החיים של כולנו, והיא קשורה בקשר הדוק למנהיגות. בשנים האחרונות פיתחנו בטכניון תוכניות רבות ביזמות חברתית, שמשמעותה קבוצת אנשים שמגיעה לקהילה ומפעילה כלים יזמיים וחשיבה יזמית כדי לשפר את מצבה של הקהילה, בשיתוף איתה. אני מודה לדיתה וליהודה ברוניצקי שתומכים בתוכנית לא רק בחומר אלא גם ברוח, ורוחם שורה על כל תוכנית היזמות."

"ביזטק, כתוכנית היזמות המובילה של הטכניון, מיטיבה להציג את ההטמעה של ׳מנהיגות יזמית׳ כחלק מהותי בחוויית הלימודים," אמר פרופ' עזרי טרזי, ראש מרכז היזמות והחדשנות בטכניון .(t-hub) היא מקנה למשתתפים כלים להטמעה של טכנולוגיה עמוקה ביישומים משמעותיים הקשורים לאתגרים הגלובליים העומדים בפנינו בתחומי בריאות האדם, קיימות ועולם דיגיטלי. אירוע זה, בהובלת t-hub ובהשתתפות בכירי תעשיית ההייטק הישראלי, מוכיח את המשכיות מרכזיותו של הטכניון בכלכלת ישראל."

"ביזטק היא מקום קטן וייחודי שמאפשר לצוותים להגיע עם רעיון בלבד, ותוך פחות מחצי שנה לקבל את כל הכלים הדרושים כדי להפוך אותו למציאות," אמר אוהד יניב, מנהל תוכניות הסטארטאפים,  "החל מבניית המודל העסקי, דרך ולידציה, יצירת הוכחת היתכנות ובניית המצגת ועד השגת הפיילוט, לקוחות ראשונים ואפילו השקעה הראשונה. התוצאות שלו ביחס לכל אקסלרטור אחר בישראל ואפילו ברמה עולמית הן יוצאות דופן."

במקום השני זכו שתי קבוצות: BrainSense שפיתחה מערכת המנטרת שבץ באמצעות זיהוי שינויים בפעילות המוחית, וחבריה לומדים בטכניון, ו-Oral Detect שפיתחה מערכת ביתית לגילוי מוקדם של עששת וניצחה בהאקתון BME-Hack שהתקיים השנה בטכניון. במקום השלישי זכתה Soltrex של בוגרי הטכניון, שפיתחה טכנולוגיה אוטונומית לחלוטין לניקוי ותפעול של פאנלים בתחנות כוח סולריות.

The post דפיברילטור נייד וקומפקטי שפיתחו סטודנטים בטכניון הוא הפיתוח הזוכה בתוכנית היזמות לסטודנטים BizTEC 2021 first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

פרופ' מרסל מחלוף

חוקרים בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון פיתחו טכנולוגיה המעכבת התפתחות מלנומה בשימוש במיליונית מהחומר הפעיל. את המחקר שהתפרסם ב- Advanced Functional Materials  הובילו דיקנית הפקולטה פרופ' מרסל מחלוף וד"ר ליאור לוי במסגרת לימודי הדוקטורט שלו.

אימונותרפיה בפעולה. הפיתוח הנוכחי הוא פריצת דרך משמעותית בשדה האימונותרפיה – גישה רפואית חדשנית שהפכה לאחת המגמות המבטיחות ברפואת סרטן. גישה זו מתבססת על יכולתה של מערכת החיסון הטבעית להשמיד תאים סרטניים. מערכת זו יודעת לעשות זאת באופן ספציפי ומדויק יותר מתרופות אנטי-סרטניות מלאכותיות. עם זאת, מאחר שהגידול הסרטני הטרוגני וחמקמק, הוא יודע לפעמים לשטות במערכת החיסון – וכאן נכנס המדע לתמונה, עם כלים חדשים המסייעים למערכת החיסון להתמודד עם אתגר זה.

חלבון TRAIL . בלב הפיתוח החדש עומד חלבון בשם TRAIL הקיים במערכת החיסון הטבעית ויודע לחולל אפופטוזיס (התאבדות מכוונת) של תאי סרטן. במילים אחרות, הוא פקטור-ממית-גידול (TNF). יתרון נוסף: הוא סלקטיבי, כלומר פוגע בתאי סרטן בלבד – תכונה רצויה מאוד בטיפולים אנטי-סרטניים. יישומו של TRAIL  באימונותרפיה נתקל עד כה באתגרים טכניים שונים ובהם קליטתו של החלבון בגוף, תנועתו (פרמקו-קנטיקה) והעובדה שאינו שורד זמן רב. המחקר הנוכחי נותן מענה לבעיות אלה.

ד"ר ליאור לוי

טכנולוגיית Nano-Ghosts. הפיתוח המוצג במאמרם של חוקרי הטכניון מבוסס על טכנולוגיה מקורית שפיתחה פרופ' מחלוף בשנות עבודתה בטכניון: פלטפורמת Nano-Ghosts. הפלטפורמה מיוצרת על ידי ריקון של תאים ביולוגיים ספציפיים (תאי גזע מזנכימליים) באופן המשאיר רק את קרום התא. לתוך קרום זה אפשר להכניס כל תרופה שהיא ולשגר אותה בהזרקה ישירות למערכת הדם. מאחר שמערכת החיסון הטבעית מתייחסת לתאים אלה כאל תאים טבעיים, היא משגרת אותם למקום הנגוע. בדרכם לשם הם אינם משחררים את התרופה ולכן אינם פוגעים ברקמות הבריאות. רק בהגיעם לרקמה הממאירה, שאותה הם יודעים לזהות, הם מתפרקים ומחדירים את התרופה לתאי הגידול.

אינטגרציה. המחקר הנוכחי משלב את שלושת הסעיפים הקודמים: הקונספט האימונותרפי, חלבון TRAIL וטכנולוגיית Nano-Ghosts שפיתחה פרופ' מחלוף. התוצאה: פלטפורמת-שיגור-תרופות שעל שכבתה החיצונית נמצא החלבון הפעיל, דבר המאפשר להפחית את מינון התרופה פי מיליון תוך שמירה על אותה השפעה רפואית.

לדברי פרופ' מחלוף, "השילוב הזה הופך את פלטפורמת Nano-Ghosts מ'מונית' המסיעה את התרופה אל היעד ל'טנק' של ממש המשתתף בלחימה. הפלטפורמה המשולבת הזאת מביאה את התרופה לגידול הסרטני, וכאמור מאפשרת להפחית משמעותית את מינון התרופה ועדיין לעשות את העבודה. הראינו גם שהשיטה שלנו אינה גורמת לפגיעה בתאים בריאים."

הטכנולוגיה הודגמה על תאים במעבדה וכן על תאי סרטן אנושיים בעכבר. החוקרים מעריכים שהאסטרטגיה החדשה, שהודגמה במחקרם במודל של סרטן מלנומה, תהיה יעילה גם בסוגי סרטן אחרים.

תיאור סכמטי של הכנת ה-Nano-Ghosts מתאים שעברו מניפולציה גנטית או מטבולית וכעת מבטאים על פניהם את חלבון TRAIL. תאים אלה, המצוידים במנגנון ההכוונה של Nano-Ghosts לסרטן ובחלבון TRAIL, יכולים להגיע לאתר הסרטן ולהילחם בו ביעילות תוך שימוש במיליונית מריכוז החומר הפעיל שנדרש ללא מערכת זו.

למאמר בכתב העת  Advanced Functional Materials לחצו כאן

The post טכנולוגיה המשפרת את השפעתן של תרופות אנטי-סרטניות first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

פרופ' גל שמואל

בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון פותח מודל פיזיקלי חדש לשליטה בהתקדמות גלים אלסטיים – מודל העשוי להוביל ליישומים שונים ובהם הסוואה אקוסטית, חישה מוגברת ותיעול אנרגיה. את הפיתוח שפורסם בכתב העת Wave Motion הובילו פרופ' גל שמואל והפוסט-דוקטורנט רנה פרנס-סלומון, בשיתוף פעולה עם פרופ' נוריס (אוניברסיטת רטג'רס) ופרופ' הברמן (אוניברסיטת A&M).

חוקרי הטכניון פיתחו במסגרת המחקר קבוצה חדשה של מטא-חומרים, כלומר חומרים מהונדסים המפגינים תכונות שאינן מצויות בחומרים טבעיים. דוגמה לכך הם מטא-חומרים בעלי מסה אפקטיבית שלילית, כלומר – חומרים הנעים בכיוון ההפוך לכוח הפועל עליהם. כעת מציגה קבוצת הטכניון מטא-חומרים בעלי תכונה חדשה: אלקרומומנטום (electromomentum). במטא-חומרים אלו מתקיים צימוד בין התנע לשדה החשמלי הפועל עליהם באופן שאינו קיים בטבע. פירוש הדבר הוא שכאשר מפעילים עליהם שדה חשמלי, החומר מפתח תנע. מאזן התנע בגוף קובע כיצד אנרגיה תזרום בו בצורת גלים אלסטיים. לכן, התכונה החדשה מאפשרת שליטה על זרימת האנרגיה ועל התפתחות הגלים, זאת באמצעות שליטה חשמלית בתנע.

רנה פרנס-סלומון

לתגלית זו משמעויות יישומיות שונות ובהן הסוואה אקוסטית; הסתרת עצם מתרחשת כאשר נוצרים סביבו גלים הזהים לגלים שהיו נוצרים בהעדרו. תכונת האלקטרומומנטם מקרבת אותנו ליכולת לחקות סביבה כזאת באמצעות השליטה בגלים שהעצם יוצר.

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, הקרן הדו-לאומית למדע ארצות הברית-ישראל (BSF) ומשרד המדע והטכנולוגיה.

איור סכמטי של מערכת המציגה את אפקט האלקטרומומנטום. כאשר אלמנט פיאזואלקטרי אסימטרי נתון לגלים נכנסים (חץ כחול באיור) הוא מעביר חלק מהגל (חץ ירוק) ומחזיר חלק אחר (חץ אדום). באמצעות השדה החשמלי המופעל עליו (מעגל פתוח, צד ימין; מעגל סגור, צד שמאל) אפשר לשלוט בפאזה של הגל המוחזר, ושליטה זו שונה להחזרות מימין ולהחזרות משמאל.

למאמר בכתב העת Wave Motion  לחצו כאן

לאתר מעבדתו של פרופ' גל שמואל – לחצו כאן

The post חומרים מן העתיד first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

ביום זה אנו לוקחות.ים חלק בהעלאת המודעות הציבורית לסוגיית האלימות נגד נשים בחברה, לרבות הטרדה מינית.
יום המאבק מהווה עבור כולנו הזדמנות לעצור ולשאול מה ביכולתנו לעשות כדי לעצור את מעגל הפגיעה.
הטכניון הציב לו למטרה להבטיח סביבת עבודה ולימודים המכבדת כל אישה ואיש, סביבה שאין בה הטרדה מינית ולא התנכלות על רקע הטרדה מינית, לא בדיבור ולא במעשה.
אם אתם לומדים, מלמדים או עובדים בטכניון ומעוניינים להתייעץ בנושאי הטרדה מינית – אנו מזמינים אתכן ואתכם לפנות לנציבות. שמירה מוחלטת על פרטיות מובטחת.

למידע נוסף:
bit.ly/310wGmo
ליצירת קשר:
פרופ' מיכל פן – 04-8294424. mpenn@technion.ac.il
גב' ליאת רטר – 04-8295680. liatre@technion.ac.il
ד"ר ענת איליביצקי – 052-6330032 – a_ilivitzki@rambam.health.gov.il

The post יום המאבק הבינלאומי למניעת אלימות נגד נשים first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

פרופ' חוסאם חאיק

תארו לכם ניתוח בלי תפרים, בלי סיכות ובלי הדבקה, באמצעות פלסטר חכם שלא רק סוגר את החתך הניתוחי אלא גם מנטר את מצבו ומאיץ את ריפויו. יותר מכך, הפלסטר הזה מוצמד לעור לפני הניתוח והוא שמסייע להצמיד את שני צדי החתך זה לזה.

מוזר, כמעט דמיוני, אבל הקונספט האמור פותח לכדי אבטיפוס פעיל שיעילותו הודגמה במחקר שהתפרסם בכתב העת Advanced Materials. את הפלסטר הייחודי, המספק מידע שוטף על מצב הרקמה במהלך הניתוח ואחריו, פיתחו פרופ' חוסאם חאיק והפוסט-דוקטורנט (כיום פרופ״מ) נינג טאנג מהפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון.

ניתוח בשיטה הקונבנציונלית מבוסס על חיתוך הרקמה, ביצוע הפעולות הנדרשות וסגירה מחדש של הרקמה הפצועה. סגירה זו נעשית בדרכים פולשניות כגון תפירה וחיבור בסיכות, הפוגעות גם ברקמה הבריאה שסביב הקרע ויוצרות במקרים רבים סיבוכים חדשים. גם המעקב אחר שיקום הרקמה מוגבל מאוד, שכן אם הניתוח הוא באיבר פנימי קשה לעקוב אחריו, ואפילו אם אינו פנימי, כל הערכת-מצב דורשת הסרה של החבישה, מה שפותח אפשרות לזיהום המקום. לבסוף, ההערכה של מצב הרקמה בשלבים השונים שלאחר הניתוח נעשית בדרך ויזואלית – מבטו של הרופא – שיש בה כמובן אלמנט סובייקטיבי והיא אינה יכולה להעריך במדויק את קצב הריפוי ולא לזהות דלקת שאינה ניכרת לעין.

ד"ר נינג טאנג

"הטכנולוגיה שפיתחנו תוכל לייתר במקרים רבים את הצורך בסיכות, בתפרים ובחבישה רגילה," מסביר פרופ' חאיק. " הפלסטר החכם כולל מצע פולימרי הכולל מערך חיישנים רגישים לניטור מדדים כימיים ופיזיקליים בסביבת הפצע. הן למצע הפולימרי והן לחיישנים יש יכולת איחוי עצמית לאחר קריעה או חיתוך. את הפלסטר החכם מדביקים לרקמה לפני החיתוך וחותכים את הרקמה דרכו. מאחר שהפלסטר מאופיין ביכולות ריפוי עצמי, ללא צורך בעזרים טכניים חיצוניים, משיכת שני צידי הפלסטר החתוך זה אל זה מחזירה אותו למצבו הראשוני בתוך מספר שניות. תוך כדי איחוי, הפלסטר מושך את הרקמה שהוא מודבק אליה עד סגירתה המוחלטת. המדבקה ממשיכה להחזיק את שני חלקי החתך ברקמה בצורה אוטונומית עד שתהליך האיחוי הביולוגי של החתך מושלם."

במהלך כל שלבי הניתוח והריפוי, החיישנים של הפלסטר החכם מנטרים ברקמה המתאחה, באופן רציף, מדדים פיזיולוגיים חיוניים ובהם טמפרטורה, PH ורמות גלוקוז. מדדים אלה מספקים אינדיקציה לגבי מצב הריפוי של הרקמה המתאחה, מעורבות פוטנציאלית של זיהומים, התפתחות אי-סדרים פיזיולוגיים וכו׳. לדברי פרופ' חאיק, "בניגוד להערכה הוויזואלית הנהוגה כיום, הפלסטר החכם יספק לרופא מעין 'עיניים כימיות' למעקב אחר הרקמה וזאת ללא צורך להוריד את החבישה."

את הנתונים הפיזיולוגיים השונים משדר הפלסטר דרך סמארטפון לצוות המטפל, המקבל תמונת מצב מפורטת ואובייקטיבית בלי שיהיה צריך לחשוף את החתך. יותר מכך, הפלסטר משחרר חומרים אנטי-בקטריאליים המאיצים את השיקום.

בתרשים, משמאל לימין: מבט צד: לאחר שהפלסטר (הפס לבן מעל הרקמה) הוצמד לאזור המיועד, הניתוח מבוצע דרכו; בתום הניתוח מוצמדים שני חלקי הפלסטר החתוכים זה לזה באופן ידני ו"גוררים" איתם את הרקמה החתוכה. מבט צד: שני חלקי הפלסטר מתאחים הודות לתכונת הריפוי העצמי, והפצע נסגר גם הוא. כשהפלסטר חוזר לקדמותו חוזרות גם כל תכונותיו החשמליות והכימיות הנדרשות לניטור הרקמה. בנוסף משחרר הפלסטר, לפי צורך, חומרים אנטי-בקטריאליים. מבט על: השכבה העליונה של הפלסטר מוסרת ועל העור נשאר רק המערך הפעיל של חישה, שידור ושחרור חומרים אנטי-בקטריאליים.

הרעיון של יריעה אלקטרונית מלאכותית המרפאת את עצמה הודגם במחקרים קודמים במעבדות של פרופ׳ חאיק, אשר הדגימו הצלחה מרשימה בפיתוח יריעות כאלה וביישומים הקשורים לתחומי הרובוטיקה והמהפכה התעשייתית הרביעית. עם זאת, במחקר החדש נדרשו החוקרים לפתח חומרים פונקציונליים חדשים להרכבת היריעה משום שכאן נדרשת התאמה להצמדה מתמשכת לרקמה ביולוגית. בניסויים ברקמות במעבדה ובבעלי חיים הראו החוקרים כי המערכת מצליחה לרפא את הרקמה החתוכה ביעילות דומה לזו המתאחה בעזרת תפרים או דבקים ביולוגים, אך בניגוד לדרך המסורתית עושה זאת בלי להשתמש בעזרים חיצוניים ומבלי להשאיר סימנים אחרי הניתוח, כפי שקורה בריפוי בעזרת תפרים. הניסויים בבעלי חיים הראו כי המערכת אכן מספקת עדכון רציף ומדויק לגבי הסמנים הביו-כימיים של הרקמה בתהליך הריפוי ומאיצה את ההחלמה. לדברי פרופ' חאיק, "הטכנולוגיה החדשה מבטאת גישה חדשה לביצוע וריפוי חתכים במהלך הניתוח ומאפשרת ניטור בזמן החלמה – דבר בעל חשיבות מכרעת בהתחשב בכך שפצעים בתהליך ריפוי, ואפילו פצעים סגורים, חשופים לפתוגנים כגון חיידקים, ולכן גם עליהם צריך לשמור היטב ולנטר בשלב מוקדם דלקות וזיהומים. בנוסף, הטכנולוגיה החדשה יכולה לסייע בריפוי של פצעים וחתכים שונים ופצעים כרוניים שאינם נרפאים מעצמם."

פרופ׳ חוסאם חאיק הוא ראש המעבדות להתקדנים מבוססי ננו-חומרים ודיקן לימודי הסמכה בטכניון. הוא מוביל מחקרים במגוון תחומים המשלבים ננואלקטרוניקה, חישה חכמה ועוד לטובת יישומים רפואיים, חלקם מותאמים לצורכי העולם השלישי.

ד"ר נינג טאנג השלים את כל תאריו באוניברסיטת טיאנג'ין והגיע למעבדת חאיק כפוסט-דוקטורנט. בתום הפוסט-דוקטורט, שבמסגרתו הוא ערך את המחקר הנוכחי, הוא התמנה לפרופסור משנה באוניברסיטת שחמאי ג'יאו טונג.

למאמר בכתב העת Advanced Materials לחצו כאן

The post איחוי אוטונומי אחרי ניתוח first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.

פרופ'-מחקר יעקב זיו מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי חוגג היום את יום הולדתו ה-90. נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון בירך אותו ואיחל לו מזל טוב ובריאות ועוד שנים רבות וטובות. נשיא הטכניון אמר לפרופ'-מחקר זיו כי "תרומותיך המדעיות שינו לעד את הדרך בה אנחנו מעבירים, אוגרים ומעבדים מידע. אתה מהווה מקור השראה לכולנו – מגדלור המסמן מצויינות מדעית ואת הפוטנציאל הטמון בה להתנעת מהפכות טכנולוגיות המשפיעות על חיי כלל האנושות."

פרופ' מחקר יעקב זיו

פרופ' זיו, מהאישים החשובים בעולם המידע וממציאם של אלגוריתם למפל-זיו ואלגוריתם ויינר-זיו, זכה לאחרונה ב-IEEE Medal of Honor – מדליית הכבוד של האיגוד הבינלאומי למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה – לשנת 2021. המדליה הוענקה לו על תרומתו הנרחבת לתורת האינפורמציה ולדחיסת נתונים ועל מנהיגותו המחקרית יוצאת הדופן, ובכך היה לישראלי הראשון הזוכה בהכרה עולמית זו.

פרופ'-מחקר זיו נולד ב-27.11.1931 בטבריה. כשהיה בן שלוש עברה המשפחה לרעננה, שם ניהל אביו, בן ציון זיו, את בית הספר "מגד"; בית הספר "זיו" ברעננה נקרא על שמו. בן ציון לימד את הילדים דקדוק עברי ותלמוד, אבל יעקב נמשך תמיד להנדסה. הוא זוכר בית עמוס ספרים ובהם ספר ברוסית על מהנדס החשמל גוליילמו מרקוני, חתן פרס נובל בפיזיקה לשנת 1909. את הספר קרא יעקב בגיל 11 בעזרת מילון רוסי-עברי, וכשסיים בנה משדר על פי ההוראות שבספר בתוספת אלתורים. הוא המתין בקוצר רוח שהוריו יצאו מהבית ואז חיבר את המשדר לחשמל. באותו רגע נשמע פיצוץ גדול והאור בבית כבה, אבל ליעקב הייתה זו תחילת הדרך לפרס מרקוני היוקרתי שבו זכה כעבור עשרות שנים.

הוא זוכר לטובה את לימודיו בתיכון גימנסיה הרצליה ובעיקר את כרמי יוגב, מורה למתמטיקה ולפיזיקה ולימים מנהל הגימנסיה. אולם הלימודים נקטעו בשל מלחמת השחרור, ויעקב גויס בגיל 16. בתום המלחמה חזר לבית הספר וסיים במהירות את הלימודים. לאחר שירות סדיר בצבא כטכנאי מכ"ם הוא החל ללמוד בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בטכניון.

הוא השלים תואר ראשון ושני בפקולטה ואחריהם דוקטורט ב- MIT(ב-1962). לאחר כשמונה שנים של מחקר ופיתוח בחברת רפאל ובמעבדות בל בארצות הברית הוא הצטרף לסגל הטכניון. במרוצת השנים הוא כיהן בתפקידים בכירים ובהם המשנה לנשיא הטכניון לעניינים אקדמיים, יו"ר ות"ת ונשיא האקדמיה הישראלית למדעים. הוא חבר האקדמיה הלאומית של ארצות הברית והאקדמיה האמריקנית לאומנויות ומדעים. פרופ'-מחקר זיו זכה בפרסים יוקרתיים רבים ובהם פרס ביטחון ישראל (פעמיים), פרס ישראל במדעים מדויקים (1993), פרס מרקוני (1995), מדלית ריצ'רד המינג (1995), פרס שאנון (1997), פרס חזית הידע של קרן BBVA (2009) ופרס א.מ.ת. (2017).
בשנת 1977 פרסמו פרופ'-מחקר זיו ופרופ’ אברהם למפל מהפקולטה למדעי המחשב את הגרסה הראשונית של אלגוריתם למפל-זיו, ובשנת 1978 את הגרסה השנייה. שתי הגרסאות שימשו בסיס לטכנולוגיות דחיסה חיוניות ובהן TIFF ,PNG ,ZIP ו-GIF ומילאו תפקיד מרכזי בפורמטים PDF (למסמכים) ו-MP3 (למוזיקה). זהו אלגוריתם לדחיסת מידע המאפשר דחיסה ללא אובדן מידע ,(lossless compression) ללא תלות במבנה הנתונים וללא ידיעה מוקדמת של תכונותיהם הסטטיסטיות של הנתונים. על בסיסו של אלגוריתם זה פותחו רבות מטכנולוגיות הדחיסה המשמשות כיום בהתקני זיכרון, במחשבים ובמכשירי סמארטפון.
אלגוריתם למפל-זיו תרם לעולם, ללא תמורה, טכנולוגיה חסרת תקדים המאפשרת העברת מידע ויזואלי ואחר במהירות גבוהה ללא אובדן מידע. בשנת 2004 הכריז האיגוד הבינלאומי של מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה (IEEE) כי אלגוריתם למפל-זיו הוא "אבן דרך בהנדסת האלקטרוניקה והמחשבים" וכי הוא "תרם תרומה משמעותית להפיכתה של רשת האינטרנט לאמצעי אפקטיבי בתקשורת הגלובלית".

פרופ’-מחקר זיו השתתף גם בפיתוחו של אלגוריתם ויינר-זיו במעבדות בל. אלגוריתם זה, המהווה כיום חלק ממערכת ההפעלה של מיקרוסופט, מאפשר את דחיסתן של תמונות רבות ממצלמות שונות, למשל במשחקי כדורגל, ואת שידורן בעת ובעונה אחת.

לסרטון שהופק לכבוד הזכייה במדליית IEEE – לחצו כאן

The post פרופ'-מחקר יעקב זיו בן 90 first appeared on Technion - Israel Institute of Technology.