דורג במקום ה-26 בעולם ברשימת 2016 Rising Stars, וזאת בעקבות זינוק של 40% בפרסומי הטכניון בכתבי עת מדעיים מובילים
צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון
מקום 26 ברשימת “הכוכבים העולים במחקר” – כך מדורג הטכניון במדד שמפרסם Nature Index. הרשימה כוללת את 100 המוסדות ברחבי העולם שרשמו את ההתקדמות המחקרית המשמעותית ביותר בשנים 2015-2012. מאה המוסדות – רובם ככולם אוניברסיטאות – מדורגים בהתאם לגידול במספר פרסומיהם ב-68 כתבי עת מדעיים איכותיים.
את ההישגים הגדולים ביותר רשמו האוניברסיטאות הסיניות; תשעה מוסדות סיניים מאכלסים את העשירייה הפותחת, וברשימת ה-100 נכללים 40 מוסדות סיניים. זאת לעומת 11 מוסדות אמריקאים בלבד, תשעה בריטיים, שמונה גרמניים ורק אחד ישראלי: הטכניון.
המדד, כאמור, מציג את העליה במספר הפרסומים, ובמקרה של הטכניון מדובר בקפיצה של כ-40% בתקופה האמורה: מציון 68.75 ב-2012 ,אז פורסם המדד לראשונה, לציון 95.59 ב-2015. (לפירוט הנתונים לחץ כאן)
“כתב העת Nature הוא אחד מכתבי העת המדעיים המובילים בעולם, וזהו כבוד גדול עבורנו להיכלל ברשימת ‘הכוכבים העולים במחקר’ שהוא מפרסם,” אמר נשיא הטכניון פרופ’ פרץ לביא. “המדד הוא עדות נוספת למצוינותו האקדמית של הטכניון, לשיפור הבלתי פוסק בהישגיהם המחקריים של חוקריו ולהתקדמותנו המתמדת להגשמת חזון הטכניון: להימנות עם עשר אוניברסיטאות המחקר המדעיות-טכנולוגיות המובילות בעולם. לשם כך אנו שוקדים על גיוסם של עשרות חברי סגל חדשים ומצטיינים מדי שנה ועל הרחבת הפעילות האקדמית והמחקרית הבינלאומית.”
צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון
רבים מהמוסדות ברשימה הם כוכבים חדשים ממש, שביצעו קפיצת מדרגה בפרסומיהם המדעיים בכתבי עת איכותיים. לדוגמה, המכון למדע בסיסי, שהוקם לאחרונה בדרום קוריאה, הגדיל את פרסומיו ביותר מ-4,000% בתוך ארבע שנים וכעת הוא מדורג במקום ה-11 ברשימה.
מדד Nature Index מתפרסם על ידי Nature Research מקבוצת Springer Nature. Springer Nature היא הוצאת הספרים האקדמיים הגדולה בעולם, המפרסמת את כתבי העת המשפיעים ביותר וחלוצה בתחום המחקר החופשי (open research). חטיבת Nature Research מפיצה את כתב העת היוקרתי Nature (נוסד ב-1869) וכתבי עת רבים נוספים ומפעילה שרותים נוספים עבור הקהילה המדעית.
דיויד סווינבנקס, מייסד Nature Index, אמר כי המדד “הולך וצובר עוצמה ככלי להערכת ביצועי מחקר. זיהוי אותם ‘כוכבים עולים’ מקנה לנו תובנות לגבי המוסדות הנוסקים מעלה, מוסדות שימלאו מן הסתם תפקיד חשוב במציאת פתרונות לאתגרים הדחופים ביותר הניצבים בפני האנושות.”
פרופ’ חוסאם חאיק מהטכניון נפגש בדרום אפריקה עם מייסד מיקרוסופט ביל גייטס. גייטס, הפועל למיגור מחלות מידבקות בעולם השלישי, ביקש ללמוד על הטכנולוגיה החדשנית שמפתח פרופ’ חאיק: “פלסטר” לאיבחון מהיר וזול של שחפת
בתמונה(מימין): פרופ’ חוסאם חאיק עם ביל גייטס.
פרופ’ חוסאם חאיק מהטכניון נפגש לאחרונה עם מייסד מיקרוסופט ביל גייטס בדרבן, דרום אפריקה. גייטס, הפועל למיגורן של מחלות מדבקות במדינות המתפתחות, פועל לאיתור טכנולוגיות מבטיחות לאבחון מחלות אלה ולטיפול בהן. לפיכך תואמה הפגישה עם פרופ’ חאיק, שפיתח טכנולוגיה חדשנית לאבחון מהיר וזול של שחפת.
פרופ’ חאיק, חבר סגל בפקולטה להנדסה כימית וחוקר במכון ראסל ברי לננו-טכנולוגיה בטכניון, כבר קיבל בהקשר זה כמה מענקים גדולים מקרן ביל ומלינדה גייטס. קרן גייטס, שהיא הקרן הפרטית העשירה בעולם, פועלת למיגור העוני ולשיפור בריאותם של אזרחי העולם, בעיקר בעולם השלישי. המענקים שניתנו לקבוצת המחקר של פרופ’ חאיק מקדמים את פיתוחה של מדבקה אלקטרונית דביקה לאבחון שחפת. פרופ’ חאיק מסביר כי “המדבקה נראית ממש כמו פלסטר רגיל, אך תכונותיה הכימיות והחשמליות משתנות בהתאם לחומרים הנפלטים דרך העור כתוצאה מהמחלה. המדבקה מספקת למשתמש אינדיקציה מיידית לקיומה/אי קיומה של המחלה, וכך מיידעת אותו אם עליו לגשת למרכז רפואי להמשך בירור.”
כיום, על פי ההערכות, חיים כ-95% מחולי השחפת במדינות העולם השלישי ומתפרנסים ממשכורת ממוצעת של דולר ביום. מכאן החשיבות שבפיתוח דרכי אבחון זולות ופשוטות שתהיינה זמינות גם באזורים דלי משאבים. “עלותה הנמוכה של המדבקה תאפשר להפיץ אותה במדינות עניות שבהן השחפת נפוצה,” מסביר פרופ’ חאיק. “מאחר שהמדבקה ‘אוטונומית’ ואינה דורשת חיבור לחשמל או להתקנים אחרים, היא מתאימה לשימוש באזורים נידחים.”
הפגישה עם גייטס, לדברי פרופ’ חאיק, היתה מרגשת ועניינית כאחת. “גייטס, גילה עניין רב בטכנולוגיות שמפתחת קבוצת המחקר שלנו ושאל שאלות מפורטות על הנעשה בטכניון מבחינה טכנולוגית. בנוסף הוא התעניין בחזון ארוך הטווח שלנו בנוגע למניעת התפשטותן של מחלות מידבקות. לי עצמי אין ספק שהיכולות הקיימות בקבוצת המחקר שלנו עשויות להוביל לפתרונות חדשים לבעיות כאלה.”
במסגרת הביקור קיבל גייטס הזמנה אישית מפרופ’ חאיק ומנשיא הטכניון לבוא ולבקר בקמפוס הטכניון בחיפה.
פרופ’ חאיק, יליד העיר נצרת (1975), השלים תואר ראשון באוניברסיטת בן גוריון, דוקטורט (במסלול ישיר) בטכניון, פוסט-דוקטורט במכון ויצמן ופוסט-דוקטורט נוסף ב- Caltech, המכון הטכנולוגי של קליפורניה. בשנת 2006 הצטרף לפקולטה להנדסה כימית בטכניון ולמכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה. קבוצת המחקר שלו כוללת כיום כ-40 חוקרים. במהלך השנים זכה בשורה של פרסים ומענקים, ובהם מענק מארי קירי מטעם האיחוד האירופי, מענק ERC מטעם האיחוד האירופי, אות האבירות במסדר האקדמאים הצרפתי. בשנת 2008 נכלל ברשימת 35 המדענים הצעירים המובילים בעולם – רשימה הנערכת על ידי כתב העת המדעי של MIT. בשנת 2015, נבחר פרופ’ חאיק לאחד ממאמה הממציאים המשפיעים בעולם בתחום הטכנולוגיה הדיגטלית ע”י Nominet Tsust הממקומת בלונדון. השנה זכה פרופ’ חאיק בפרס הומבולדט למחקר למדענים בכירים(Humboldt Senior Research Award) , הניתן לחוקרים בולטים שהשפיעו משמעותית בתחומי המחקר שלהם, ונכלל ברשימת מאה האנשים המשפיעים בעולם שפורסמה על ידי מגזין GOOD הרואה אור בלוס אנג’לס.
כנס בינלאומי רחב יריעה, שאורגן על ידי הטכניון והמרכז הרפואי כרמל, הציג את תרומתו של המחקר הגנטי לחקר תופעות שונות ובהן נדידת עמים, גנאולוגיה והקשר בין זהות לאומית למאפיינים גנטיים
בתמונה: פרופ’ רוברט וינסטון, אוניברסיטת לונדון צילום: שרון צור, דוברות הטכניון
“מהפכת הגנום העניקה לנו כלים חסרי תקדים למחקר ולמיפוי של אוכלוסיות-מייסד, להבנת הגנטיקה האנושית ולתכנון שיטות חדשות לטיפול ממוקד ויעיל בחולה הספציפי. מלבד זאת היא מאפשרת לנו לחקור באופן גנטי וביולוגי תהליכים היסטוריים ורפואיים כגון נדידת עמים והתפתחות של מחלות גנטיות בקהילות ספציפיות. כל זה מייצר שאלות אתיות חדשות ומורכבות הנוגעות למחקר הגנטי ולפרקטיקות כגון בדיקות גנטיות לפני ההריון ובמהלכו.”
את הדברים אמר פרופ’ גד רנרט מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ומהמרכז הרפואי כרמל. פרופ’ רנרט עמד בראשו של כנס בינלאומי רחב יריעה שהתקיים לאחרונה בחיפה בהשתתפות הטכניון והמרכז הרפואי כרמל. הוא הסביר כי “מהפכת הגנום מאפשרת לנו להעריך מחדש, באופן מדעי מבוסס, את התפצלותו של העם היהודי לצפון אפריקה ולאירופה ואת נדידת היהודים בעקבות גירוש ספרד, ולהתחקות אחר קהילות יהודיות ייחודיות והאפשרות לזיהוי ‘השבטים האבודים’ באפריקה ובאסיה.”
את הכנס פתחו נשיא הטכניון פרופ’ פרץ לביא וראש העיר חיפה יונה יהב. את ההרצאה הראשונה בכנס נשא פרופ’ רוברט וינסטון, חבר בית הלורדים הבריטי ופרופ’ לרפואת פוריות באוניברסיטת לונדון. עוד הרצו בכנס כ-60 מרצים מובילים מ-14מדינות. את הרצאות הסיכום נשאו פרופ’ סר וולטר בודמר מאוניברסיטת קיימברידג’, מגדולי הגנטיקאים בעולם, שהציג את דעתו על עתיד הגנטיקה העולמית; ופרופ’ אריק גרין, מנהל המכון הלאומי לחקר הגנום בארה”ב, שהציג את תכנית אובמה למיפוי גנטי של אוכלוסיית ארה”ב.
בכנס נדונו גם פגיעות גנטיות בקבוצות אתניות שונות באוכלוסייה היהודית, בתת-קבוצות כמו הבדואים, המוסלמים והדרוזים בישראל, בדיקות גנטיות לאור ההלכה היהודית, אתיקה גנטית ופרויקטים חדשים למיפוי גנטי של אוכלוסיות העולם השונות, ובכללם תוכנית הנבנית בישראל למיפוי גנטי רחב ממדים לצורך בחינת השיפור במצב הבריאות באוכלוסיות המנוטרות גנטית.
יום שני, 15 באוגוסט בשעה 19:30 – אודיטוריום צ’רצ’יל, הטכניון
מרצה: דוויד ה. לוי, אסטרונום, מצפה ג’רנק
דוויד לוי הוא אסטרונום קנדי שקנה לו שם עולמו בזכות 50 שנות חיפוש כוכבי שביט ואסטרואידים בשמיים. הוא נודע בעיקר הודות לגילוי המשותף שלו בשנת 1993 של כוכב השביט שומייקר-לוי 9, אשר התנגש בכוכב צדק בשנת 1994. בהרצאתו “מסעו של שומר הלילה” ישתף ד”ר לוי בחוויותיו ובאבחנותיו בתחום האסטרונומיה.
ד”ר לוי הוא אחד ממגלי כוכבי השביט המצליחים בהיסטוריה. הוא גילה 21 כוכבי שביט, שמונה מהם באמצעות הטלסקופים המוצבים בחצר ביתו. הגילוי של שומייקר-לוי 9, עם יוג’ין וקרוליין שומייקר במצפה הכוכבים פאלומר בקליפורניה, יצר את אחת ההתפוצצויות המרהיבות ביותר שנחזו אי פעם במערכת השמש. ד”ר לוי עוסק כיום בסקר כוכבי השביט (Jarnac Comet Survey) במצפה הכוכבים ג’רנק הנמצא בוויל, שבאריזונה, ואשר יש לו טלסקופים מתוכננים למקומות שונים ברחבי העולם.
יום חמישי, 4 באוגוסט, בשעה 19:30 – אודיטוריום צ’רצ’יל, הטכניון
משתתפי הפאנל:
ד“ר כריס ריילי (בריטניה), סופר ויוצר סרטי מדע
אנה ברזזניסקה (פולין/צרפת), יוצרת סרטים ומפיקה אודיו-ויזואלית
ד“ר טים אוטו רות (גרמניה), אמן, מלחין המתמחה באמנות ופרויקטים מדעיים במרחב ציבורי
אריק צ‘וי (קנדה), מהנדס חלל עורך וסופר מדע בדיוני, בוגר ISU
מנחה: פרופ’ כריס וולש – אוניברסיטת החלל הבינלאומית (ISU)
פאנל ארתור סי. קלארק (ע”ש סופר המדע הבדיוני שכתב בין היתר את הספר “2001: אודיסיאה בחלל”) יתמקד בנקודת המפגש בין חלל לתרבות פופולרית, כשם שיצירותיו של ארתור ס. קלארק הפכו את החלל לנושא פופולרי בקרב הציבור הרחב. בכל מקום ניתן למצוא ספרים, סרטים הוליוודיים, מדיה חברתית ומוזיקה בנושאי חלל. הפאנל מזמין אנשים מכל תחומי האמנות לשתף כיצד החלל עורר השראה ביצירותיהם.
הטכניון העלה לאחרונה לאוויר מפות GIS רב שכבתיות של הקמפוס.
המפות מאפשרות אינטראקציות ושכבות מגוונות, כגון: שירותים לסטודנט, נגישות, קמפוס ירוק, חניות, תחבורה ציבורית, מבנים בקמפוס עוד.
ניתן להגיע למפות דרך אתר הטכניון הראשי (תחת ‘אודות’ / ‘About’)
קישורים ישירים:
למפה בעברית – לחצו כאן
למפה באנגלית – לחצו כאן
סטודנטים בטכניון פיתחו מערכת המדווחת למשתמש אם חדר התפילה בפקולטה תפוס או פנוי והאם המתפללים הם גברים או נשים. זאת בעזרת חיישנים בלבד וללא שימוש במצלמה, העלולה לפגוע בפרטיותם של המתפללים
הסטודנטית לינה מדלג’ מסבירה על הפרויקט. צילום : שרון צור, דוברות הטכניון
“מוסאללה” (مُصلى) הוא שמה של מערכת מקורית לניטור נוכחות בחדר התפילה המוסלמי בפקולטה למדעי המחשב בטכניון. האפליקציה הייחודית יודעת לזהות את השלב שבו התפילה נמצאת ולפי זה יודעת המערכת להעריך מתי התפילה תסתיים. את המערכת החדשנית פיתחו שלושה סטודנטים בפקולטה למדעי המחשב בטכניון – הסטודנטיות אנואר דבור ולינה מדלג’ והסטודנט בכּר עודה – במסגרת פרויקט הגמר שלהם בקורס לתכנות מערכות בסביבת ארדואינו, המתקיים בשיתוף עם מיקרוסופט מו”פ.
“הכל התחיל לפני שנתיים,” מספרת דבור, “כשהפקולטה הקצתה לסטודנטים המוסלמים ‘מוסאללה’ – חדר ייעודי לתפילה. זה היה כמובן צעד חשוב מאוד עבורנו, המוסלמים שמבקשים להתפלל במהלך היום, אבל מהר מאוד גילינו שיש בעיה קטנה: אדם שרוצה להתפלל בחדר אינו יכול לדעת אם הוא פנוי או תפוס.”
בניגוד לתפילות רבות משתתפים, שבהן מתכנסים גברים ונשים באותו אולם, התפילה בחדרי תפילה קטנים אינה מעורבת. “לכן חשוב לנו לדעת לא רק אם החדר תפוס אלא גם מי נמצא בפנים – גברים או נשים. הבנו שיש כאן אתגר מורכב מאוד, אבל אנחנו הרי לומדים בטכניון – לא יכול להיות שלא נצליח לפתור את כל הבעיות האלה.”
במהלך השנה האחרונה, שנת הפרויקט, ביקרו השלושה בחדרי תפילה רבים במטרה לנתח את המאפיינים הניתנים לניטור בתפילה במוסאללה, ופיתחו את המערכת תוך כדי שיפורה הבלתי פוסק על סמך ניסויים. כבר מתחילת הדרך היה ברור להם שלא ייעשה שימוש במצלמות, המפרות את פרטיותו של המתפלל. לכן הם יצרו שטיח תפילה חכם, המצויד בחיישני לחץ ומספק למערכת מידע המאפשר לה לקבוע אם המתפללים בחדר הם גברים או נשים. “נשים וגברים מתפללים באופן שונה,” מסבירה דבור. “בתפילת גברים, אחד המתפללים עומד לפנים והשאר מאחור, ואילו נשים מתפללות בשורה אחת. גם סדר הכריעות שונה. לכן, על סמך המידע המתקבל מחיישני הלחץ, אפשר לדעת את מגדר המתפללים בלי להיכנס לחדר.”
המערכת שפיתחו השלושה כוללת חיישני לחץ ומרחק, בקר ארדואינו ומנוע סרבו; תוכנה המנתחת את הנתונים; ואפליקציה ייעודית המספקת למשתמש תזכורות בטלפון הנייד שלו לתפילה ומעדכנת אותו מתי החדר פנוי או פנוי-חלקית. השימוש במערכת אפשרי גם ללא טלפון חכם, וזאת הודות לממשק אינטראקטיבי מבוסס מסך מגע (LCD Touch) המוצב מחוץ לחדר התפילה ומאפשר למשתמש לקבל את המידע הרלוונטי וכן להודיע למערכת שהוא ממתין בחוץ.
הסטודנטים (מימין לשמאל ) אנואר דבור, לינה מדלג’ ובכּר עודה. צילום : שרון צור, דוברות הטכניון
“השימוש במערכת חוסך למשתמש זמן רב. זמן כידוע, הוא משאב נדיר כשאתה סטודנט בטכניון,” מסכמת לינה. “כך, במקום לעמוד בתור לתפילה בחדר, אני לומדת בספריה וכאשר אני רואה בטלפון שלי שהחדר פנוי אני ניגשת להתפלל. בעתיד בכוונתנו להפוך את האפליקציה לכלי לימוד של התפילות והתנועות המיוחדות המתלוות לה.”
הקורס לתכנות מערכות בסביבת ארדואינו מתקיים בשיתוף עם מיקרוסופט מו”פ, ומאפשר לסטודנטים שימוש בטכנולוגיות ובתוכנות חדישות במהלך לימודיהם, לרבות סמארטפונים וטאבלטים להרצת אפליקציות במהלך הפיתוח. במסגרת הקורס, שנועד לאתגר את הסטודנטים בפרויקטים עצמאיים של בניית מוצר, תכננו הסטודנטים מערכות חכמות המשלבות חומרה ותוכנה בעזרת בקרים מבוססי ארדואינו, שמחוברים ל- Azure, הענן של מיקרוסופט.
הסטודנטית אנואר דבור מסבירה על הפרויקט. צילום : שרון צור, דוברות הטכניון
יום שלישי, 2 באוגוסט בשעה 19:30 – אודיטוריום צ’רצ’יל, הטכניון
מרצה: פיט וורדן, יו”ר Breakthrough Prize Foundation. אסטרונום, שימש כראש מרכז איימס של נאסא
ב-20 ביולי 2015, הכריזו באגודה המלכותית בלונדון יורי מילנר, סטיבן הוקינג ולורד מרטין ריס על שורת מיזמים – תכנית מדעית שמטרתה למצוא ראיות לחיים טכנולוגיים מחוץ לכדור הארץ שכותרתה ‘Breakthrough Listen’ ותחרות לתכנון מסרים אפשריים בשם ‘Breakthrough Message’. כמו כן, בבניין מרכז הסחר העולמי החדש בניו יורק הוכרז ב-20 באפריל 2016 על ‘Breakthrough Starshot’ תכנית בין-כוכבית לאלפא קנטאורי. אלו הם מספר מיזמים עולמיים ראשונים במימון פרטי שנועדו לענות על שאלות מדע יסודיות בנושא המוצא, ההיקף וטיב החיים ביקום. מיזמי Breakthrough מנוהלים על ידי קרן Breakthrough Prize Foundation
יום ראשון , 31 ביולי, בשעה 19:30 – אודיטוריום צ’רצ’יל, הטכניון
בהנחיית רונה רמון, קרן רמון, יו”ר דירקטוריון
ג’ונתון קלארק, Baylor College of Medicine, פרופסור משנה לנוירולוגיה ורפואת חלל
דאג המילטון, אוניברסיטת קלגארי, פרופסור חבר, לשעבר מנתח מוטס בסוכנות החלל הקנדית
ג’ון קונולי, ISU, מנהל התכנית ללימודי חלל, משימות ומערכות חקר בנאסא
משימה STS-107 של מעבורת החלל קולומביה ציינה אבן דרך במדעי החיים בחלל, אולם על הישגיה הרבים של המשימה האפיל סופה הטראגי. במשימה זו נשזרים סיפורים אנושים רבים – לא רק של אנשי הצוות, אלא גם של אלפי האנשים על פני כדור הארץ שהמשימה נגעה בהם. פאנל יוצא דופן זה מפגיש בין ארבעה אנשים אשר ישתפו בסיפוריהם האישיים על משימתה האחרונה של קולומביה. לרונה רמון וג’ון קלארק יש קשר אישי ביותר למשימה, בני זוגם, קצין חיל האוויר הישראלי אילן רמון והאסטרונאוטית של נאסא לורל קלארק היו שניים מאנשי הצוות שנספו בטיסה זו. דאג המילטון היה מנתח מוטס אשר עבד עם הצוות והשתתף במציאתם, וג’ון קונולי עמד בראש אחד מבין הצוותים הרבים שערכו חיפושים בשטח של 3000 קמ”ר במזרח טקסס אחר שרידי המעבורת. הסיפורים האנושיים של קולומביה כוללים את סיפורן של שבע משפחות צוות STS-107, סיפורם של בקרי הטיסה של המשימה, צוות התמיכה, ו- 22,000 האנשים אשר נטלו חלק בחיפוש והשבת השרידים הנרחב בתולדות טיסות החלל. מספר האנשים שאובדן שבעת חברי הצוות נגע בהם הפך את משימת קולומביה לסיפור אנושי אמיתי.
חוקרים בפקולטה לרפואה בטכניון: כך מעלה מערכת התגמול במוח את “רמת הכוננות” של המערכת החיסונית. המחקר, המתפרסם בכתב העת Nature Medicine, מציג מודל פיזיולוגי אפשרי של אפקט הפלצבו
פרופ’-משנה אסיה רולס קרדיט: ניצן זוהר, דוברות הטכניון
חוקרים בטכניון מצביעים לראשונה על נתיב פעולה אפשרי של אפקט הפְּלָצֶבּוֹ. ההקשר: השפעת הציפייה-לריפוי על פעולתה של מערכת החיסון. על פי הממצאים משדרת “מערכת התגמול” המוחית, דרך מערכת העצבים הסימפתטית, מסרים המעלים את “רמת הכוננות” של מערכת החיסון כנגד חיידקים עוינים (פתוגנים).
במאמר שפורסם בכתב העת היוקרתי Nature Medicine מוצגת עבודתה של פרופ’-משנה אסיה רולס מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, שנערכה בשיתוף עמיתה לפקולטה פרופ’-משנה שי שן-אור. את המחקר, שנעשה בעכברים, הובילה תמר בן-שאנן, דוקטורנטית במעבדתה של פרופ’-משנה רולס.
השפעתו של המוח על מערכת החיסון מוכרת לכולנו. לעתים לחץ נפשי מוביל למצב גופני ירוד, ולעתים מצב רוח מרומם משכך תחושת כאב. אחד הביטויים המרתקים להשפעתו של המצב הנפשי על בריאות הגוף הוא באפקט-הפלצבו: השפעה של טיפול-דמה, למשל כדור סוכר, על מצבו הגופני של האדם. מאחר שמדובר באפקט ממשי לחלוטין מחייבות כיום הרשויות את קיומה של “קבוצת פלצבו” בכל תהליך של אישור תרופה לשימוש; שכן רק מול קבוצה כזו אפשר לקבוע את ההשפעות הכימיות והפיזיולוגיות של התרופה הנבדקת על המטופל, בניטרול אפקט הפלצבו. בתהליך זה מתברר, במקרים רבים, כי התרופה הנבדקת אינה יעילה יותר מתרופת-הדמה – שתיהן משיגות שיפור דומה.
אפקט הפלצבו עדיין לוט בערפל, אך השפעתו הפיזיולוגית מוכרת ברפואה; על פי ההערכות המקובלות, שימוש בתרופות פלצבו (תרופות דמה) משפר את מצבו הבריאותי של המטופל בכ-30% מהמקרים.
מודל חלוצי של אפקט הפלצבו. מימין לשמאל: הדוקטורנטית מאיה שילר, הלומדת במסגרת תכנית המצוינות MD/PhD; הדוקטורנט בן קורין מהנדס ביוטכנולוגיה ומזון; הטכנאית לנא סעדה; פרופ’-משנה אסיה רולס; נתנאל גרין, סטודנט קנדי בתכנית האמריקאית בפקולטה לרפואה; הטכנאית נדיה בושנק; הדוקטורנטית תמר בן-שאנן האחראית על המחקר הנוכחי; ומנהלת המעבדה, בוגרת תואר שני ושלישי בטכניון, ד”ר הילה אזולאי. צילום: חיים מגיורה
“אזורים מוגדרים במוח, כולל אלה הקשורים לרגשות חיוביים, יכולים להפעיל מנגנונים פיזיולוגיים שונים,” מסבירה פרופ’-משנה רולס. “במחקר הנוכחי בדקנו את אחד המנגנונים האלה: מערכת החיסון. המדע המודרני יודע ‘למקם’ אזורים במוח אשר מעורבים בתפקודים שונים. למשל, הוכח כי עצם הציפייה חולה לשיפור במצבו הגופני מפעילה במוח את מערכת התגמול, אך לא היה ידוע, האם להפעלה של אזור זה יש יכולת להשפיע על תהליך הריפוי. במחקר הנוכחי ביקשנו להתחקות אחר נתיב ההשפעה של אזור התגמול במוח על רמת הפעילות של מערכת החיסון. אין לנו ספק שהבנה כיצד פעילות שמתייקמת במוח משפיעה על מערכת החיסון עשויה להוביל ליישומים רפואיים משמעותיים שיתבססו על השפעה זו של המוח על הגוף.”
קבוצת המחקר של פרופ’-משנה רולס ופרופ’-משנה שן-אור בחנה את השפעתה של “מערכת התגמול” – אזור במוח המופעל מציפייה לחוויה חיובית ומתעורר גם במהלך אפקט הפלצבו. באמצעים טכנולוגיים חדשניים הפעילו החוקרים את מערכת התגמול במוחם של עכברים ובחנו את התנהגות המערכת החיסונית בעקבות התערבות זו. הממצאים מראים שהפעלת מערכת התגמול מעוררת את המערכת החיסונית, כלומר גורמת לה לפעול ביתר יעילות ולחסל חיידקים במהירות רבה יותר. יתרה מזאת, כתוצאה מההתערבות יצרה מערכת החיסון זיכרון חיסוני חזק יותר כנגד החיידקים שנחשפה אליהם. במילים אחרות – היא תפעל ביעילות רבה יותר בפעם הבאה שתיחשף לאותו חיידק.
טכנולוגיהחדשנית
“פריצת הדרך שלנו התאפשרה הודות לשתי טכנולוגיות חדשות,” מסביר פרופ’-משנה שן-אור. “האחת היא טכנולוגיית ה-DREADD, המאפשרת הפעלה מדויקת של תאי עצב ספציפיים, והשנייה היא טכנולוגיית ה-CyTOF המאפשרת לאפיין, ברזולוציה גבוהה, מאות אלפי תאים במערכת החיסון. על ידי צימוד של שתי טכנולוגיות אלו הצלחנו להוכיח קשר נסיבתי בין הפעלת מעגלים עצביים ספציפיים במוח לבין הגברת פעילותן של אוכלוסיות תאים במערכת החיסון.”
בהקשר המוחי התמקדו החוקרים באזור הטֶגמֶנטום הגחוני (VTA), המהווה רכיב מרכזי במערכת התיגמול הדופמינית. “זה אזור הציפייה לתגמול חיובי,” מסבירה פרופ’-משנה רולס, “והוא מתעורר למשל לפני ארוחה טובה. גירוי של אזור זה, כפי שמצאנו, מדרבן את התגובה האנטי-חיידקית של מערכת החיסון, בעיקר אם הגירוי מתרחש לפני החשיפה לזיהום החיידקי.”
החוקרים גם מיפו את את הנתיב שדרכו עובר המסר מהמוח למערכת החיסון; מערכת העצבים הסימפתטית, האחראית לתגובות מיידיות במצבי חרום ומתח. “זו המערכת שמרחיבה את האישונים, מאיצה את הלמות הלב ומסמרת את שערֵנוּ בשעת לחץ. לכן אין זה פלא שזה ה’גשר’ שדרכו שולח המוח למערכת החיסון מסר של ‘כוננות’ לקראת זיהום חיידקי ואפילו במקרה של גידול סרטני. כעת, כאמור, מתברר שגם המחשבה, או הציפייה לתגמול, מסוגלת לעורר מערכת זו ודרכה להגביר את פעילות המערכת החיסונית.”
לדברי פרופ’-משנה רולס זהו המחקר המדעי הראשון שמצביע באופן ניסויי, במודל חיה, על הקשר בין הפעילות הדופמינית של המוח לפעילות האנטי-בקטריאלית של מערכת החיסון. “המחקר הזה מוכיח שמערכת החיסון אינה אוטונומית לגמרי ופותח אפשרות לדרבן אותה לפעולה באמצעות השפעה ישירה על המוח. ההבנה שגירוי ה-VTA במוח מעורר את המערכת החיסונית יאפשר לנו לייעל טיפולים קיימים כנגד זיהומים ולהגביר את יעילותם של חיסונים.”
יתרון אבולוציוני
את השפעת המוח על מערכת החיסון מסבירה פרופ’-משנה רולס בכך שהמוח רואה את התמונה הגדולה של הגוף וסביבתו, ולכן יכול לתעדף פעולות ולכוון את מערכת החיסון. “יתרה מזו, נראה שלקשר כזה בין מערכת התגמול ומערכת החיסון יכול להיות יתרון אבולוציוני. מערכת התגמול מופעלת במצבים כגון ארוחה טובה וקיום יחסי מין, מצבים החושפים אותנו לחיידקים ומזהמים. יתר על כן, אם נהנינו מאותה פעילות סביר להניח שנחזור עליה בעתיד ולכן יש לגוף אינטרס ליצור זכרון חיסוני חזק יותר כלפי חיידקים אלה כדי להתגבר עליהם בפעם הבאה.”
טיפות מים נפוצות בטבע, בחיי היום-יום ובתהליכים רבים בתעשייה ובמעבדות המחקר. רוב האנשים סבורים שטיפת מים המונחת על משטח היא עצם שקט ודומם, אולם אילו צילמנו טיפת מים מקרוב, ממש מקרוב, וברזולוציה של אטום בודד, היינו מגלים להפתעתנו שפני המים שלה אינם חלקים. לאמיתו של דבר, פני המים מתנהגים כמו ים סוער בזעיר אנפין.
המים על פני הטיפה נעים ללא הרף, וזאת בשל דינמיקה הקרויה תנודה בראונית או תרמית. התנועה התרמית של משטח המים משפיעה על תהליכים רבים והיא האחראית, לדוגמה, לשבירה של טיפה אחת לטיפות קטנות יותר.
חוקרים בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון פיתחו לאחרונה שיטה למדידה ולהקלטה של התנועות התרמיות בטיפה. השיטה החדשנית, שהתפרסמה בכתב העת Optica, מבוססת על החדרת אור לטיפה. האור מסתובב בתוך הטיפה 1,000 פעמים וכך מאפשר למדוד את התנודות ברדיוס הטיפה ברזולוציה של פחות מגודלו של אטום בודד.
פרופ’ טל כרמון, שהוביל את המחקר יחד עם הדוקטורנט שי מעייני, מסביר כי “מספר סיבובי האור בטיפה נקרא Optical Finesse (‘עדינות אופטית’), וכאן כאמור הוא עומד על 1,000. פירוש הדבר שאפשר לנטר תנועות שגודלן אלפית מאורך הגל של האור המוחדר לטיפה. כושר הפרדה זה מתאים לניטור התנודה התרמית של הטיפה.”
בקבצים המצורפים, שהוקלטו על ידי שי מעייני במעבדתו של פרופ’ כרמון, אפשר לשמוע את הרעש התרמי שנוצר בטיפת המים ולראות את אופני התנודה האופיינים של הטיפה. “מעבר לעניין המדעי,” מסביר מעייני, “יש כאן פוטנציאל לפיתוח מיקרו-התקנים שקירותיהם עשויים מים, העשויים להיות מועילים בהקשרים שונים. למשל, התקן בשם hybrid resonator, שבו חולפים גלי אור וגלי מים זה דרך זה, עשוי לאפשר שִׁיחלוּף אנרגיה בין שני סוגי הגלים. הטיפה שבה מהדהדים גלי מים וגלי אור יכולה לשמש בסוג חדש של גלאים הבודק את תגובת העצם הנבדק לכמה גלים שונים. לדוגמה, נוכל להכניס תא ביולוגי לתוך טיפה ולקבוע, על פי תגובתו לגלי אור, מים וקול אם הוא תקין או סרטני.”
לדברי פרופ’ כרמון, “יש כאן אנלוגיה מסוימת לאופן שבו גוף האדם מזהה סכנות – באמצעות שילוב בין כמה חושים ולא על סמך חוש אחד בלבד. מסיבה זו אנו קוראים לשיטת העתידית הזו ‘גלאי רב חושי’, וזאת בניגוד לטכנולוגיה הנוכחית של גלאי רב-תדרי (מולטי-ספקטראלי), שבו נבדקת תגובת העצם הנבדק לתדרים שונים של גל אחד.”
שי מעייני השלים בטכניון תואר ראשון (בהצטיינות) במסלול הנדסת חשמל-פיזיקה ותואר שני בהנדסת חשמל בהנחיית פרופ’-משנה יובל יעיש. בשנת 2012 חזר לטכניון לטובת לימודי דוקטורט. לאחרונה זכה במלגת משרד המדע לדוקטורנטים לשנת 2017.
פרופ’ טל כרמון השלים בטכניון לימודי תואר ראשון בהנדסת מכונות ודוקטורט בפיזיקה. אחרי פוסט- דוקטורט בקלטק עבר לאוניברסיטת מישיגן, אן ארבור, שם היה פרופ’-משנה ואחר כך פרופ’-חבר. ב-2013 חזר לפקולטה להנדסת מכונות בטכניון כפרופ’-חבר. הוא חתן מלגת אשכול, מלגת רוטשילד ופרס חיל האוויר האמריקאי לחוקר צעיר.
הברירה הטבעית: חוקרים בטכניון חשפו מנגנון אבולוציוני המגן על האורגניזם מפני אינטראקציות תוך-תאיות המסכנות אותו. יישום אפשרי: פגיעה ממוקדת בחיידקים עוינים התוקפים את האדם
פרופ’ נעם אדיר
כתב העת המדעי PNAS מדווח על גילויו של מנגנון אבולוציוני המגן על חיידקים ויצורים אחרים מפני אינטראקציות מולקולריות המסכנות אותם. מנגנון ייחודי זה, שהתגלה על ידי צוות המחקר של פרופ’ נעם אדיר מהטכניון, מגן על כל היצורים החיים על-ידי ניפוי של “רצפים קטלניים” של חומצות אמינו בחלבונים שעתידיים לפגוע באורגניזם. השימוש באינפורמציה על המנגנון יאפשר פגיעה מדויקת בחיידקים מזיקים מבלי לפגוע באדם הנושא אותם.
האבולוציה כידוע היא תהליך שבו מוטציות – שינויים ב-DNA, החומר הגנטי של האורגניזם, משתמרות או נעלמות בהתאם ליתרון ההישרדותי שהן מעניקות לאורגניזם. אורגניזם שיהיה מוצלח יותר – במובן של התאמה לסביבה והעמדת צאצאים פוריים – ייהנה מסיכויים טובים יותר לשרוד ולהוריש את תכונותיו הלאה לדורות הבאים. ראוי לציין בהקשר זה כי הביטוי “החזק שורד” אינו ניסוח מדעי נכון, שכן הפרט החזק יותר אינו בהכרח הפרט המתאים יותר לסביבה. הניסוח הנכון, כפי שנטבע על ידי צ’רלס דרווין, הוא “הישרדותם של המתאימים ביותר” (survival of the fittest).
בתהליך הברירה הטבעית, שהוא אחד מעקרונות היסוד של האבולוציה, חשופים הפרטים המתחרים ללחץ אבולוציוני, שהוא מכלול הגורמים המשפיעים על התאמתו של הפרט לסביבה: עמידוּת למחלות, לטורפים, לאתגרים אקלימיים וכו’ ויכולת להעמיד צאצאים פוריים שישרדו ויעבירו הלאה את אותן תכונות-תואמות-סביבה.
שיטה חדשנית
ד”ר שרון פניאס-נבון
המחקר המתפרסם ב- PNAS נערך על ידי פרופ’ אדיר, חבר סגל בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון, יחד עם ד”ר שרון פניאס-נבון והמסטרנטית טלי שוורצמן מקבוצת המחקר שלו. החוקרים נעזרו בשיטה חדשנית לזיהוי URSs – underrepresented sequences, כלומר רצפים חסרים או נדירים, מתוך מאגר המידע העצום של מידע ביולוגי. לאחר זיהויים של רצפים אלה בשיטה הם בחנו, באופן ניסויי, את השפעתם של URSs על חיידקים. המסקנה: נדירותם של רצפים ספציפיים בחיידק ספציפי נגזרת מהנזק הפוטנציאלי של רצפים אלה, העלולים לעכב את יצירת החלבונים (סינתזה) ולבלום את התפתחותו של החיידק. במילים אחרות, הלחץ האבולוציוני מפחית, לאורך זמן, את שכיחותם של “רצפים קטלניים” המאיימים על חוסנו של החיידק.
“המכונות המולקולריות המאפשרות את קיום החיים,” מסביר פרופ’ אדיר, “הן פולימרים ארוכים הבנויים מרצפים ליניאריים של קבוצות כימיות שונות: חלבונים, DNA ו-RNA. השונוּת המדהימה המאפיינת את העולם הביולוגי היא תולדה של השינויים האבולוציוניים החלים בפולימרים אלו.”
ברמה המולקולרית נובעת שונות זו בעיקר מהמספר האסטרונומי של אפשרויות שונות לסידור של חומצות האמינו הטבעיות מהן בנויים החלבונים. מספר זה נגזר מקיומן של 20 חומצות אמינו טבעיות; שימוש בשלוש מהן בלבד מוביל ל-8,000 רצפים אפשריים שונים, שימוש בחמש מאפשר יותר מ-3 מיליון רצפים שונים, וכן הלאה. בחלבון טיפוסי אין שלוש או חמש חומצות אמינו אלא מאות. “רצף חומצות האמינו קובע את המבנה התלת ממדי של החלבון ומכאן את מאפייניו ויכולותיו. היקשרות החלבון לחלבונים אחרים עשויה ליצור יכולות חדשות ומשופרות, אך חיבור שגוי עלול לפגוע בחלבון ואף להוביל למותו של התא, כלומר של החיידק.”
חיבורים שגויים כאלה יכולים לנבוע מהיווצרותן האקראית של מוטציות “שליליות”, כלומר כאלה שלא צפויות לשרוד משום שהן מקטינות כושר ההישרדות של האורגניזם לסביבה. כאן נכנסת לתמונה אחת המהפכות המדעיות החשובות של השנים האחרונות – הביו-אינפורמטיקה, במסגרתה נצבר מידע עצום על רצפי DNA של אורגניזמים שלמים – מחיידקים פשוטים ועד לאדם. “המחקר הנוכחי נבע מן ההבנה שמאגר מידע זה מספק לנו הזדמנות לבדוק לא רק את הרצפים הנפוצים באורגניזמים שונים, כפי שעושות קבוצות מחקר רבות בעולם, אלא גם את ה- URSs – הרצפים החסרים והנדירים.”
לשם כך כתבו החוקרים תכנית מחשב הסורקת את כל הרצפים המקוּדָדים לכל החלבונים האפשריים (הפרוטאומים) בגנום של מיקרואורגניזמים שונים, בעיקר פתוגניים (מחוללי מחלות). המטרה: איתור URSs באורגניזמים ספציפיים. פרופיל ה- URSsמשתנה מחיידק לחיידק, ובשלב זה של המחקר התמקדו החוקרים בחיידקי E. coli.
הניסוי: השתלת רצפים נדירים
טלי שוורצמן
כעת ביקשו החוקרים להוכיח שה-URSs אכן מזיקים (ומכאן נדירותם) ולקבוע את מקום פגיעתם המדויק. לשם כך הם השתילו את רצפי ה-URS האלה בתוך חלבונים רגילים. התוצאה, שאותה אפשר לראות בצד הימני של התרשים המצורף: השתלת ה- URSsפגעה בתהליך הסינתיזה של חלבונים חדשים. יתר על כן, כאשר השתמשו ברצפי URS ארוכים יותר – רצף של 4 חומצות אמינו – הובילה הנוכחות של רצף ה-URS לעיכוב התפתחות החיידק ואף למותו.
צירופן של חומצות האמינו ליצירת חלבון חדש מבוצע על ידי הריבוזום, המקבל את ההוראות מהקוד הגנטי. לפיכך פנו החוקרים למומחים המתמחים במדידת פעילותם של ריבוזומים בודדים: פרופ’ ג’וזף פוגליסי (Puglisi) מאוניברסיטת סטנפורד והדוקטורנט שלו, גיא קורנברג. פוגליסי וקורנברג השתילו גם הם את רצפי ה- URSsבחלבון ואישרו את הממצאים: רצפים אלה אכן מעכבים את תהליך התרגום ואת התפתחות החלבון. יתר על כן, הם קבעו במדויק באיזה מקום בריבוזום מתרחש העיכוב בתהליך התרגום: בכניסה לתעלת היציאה של הריבוזום, ממנה “בוקעים” החלבונים החדשים.
קבוצת המחקר בטכניון אף השתילה את אותם רצפים בחלבון בתרבית של תאים אנושיים, והתוצאה: לא ניכרה שום השפעה על החלבון, כלומר לא נגרם שום נזק לאדם. “הממצאים האלה,” אומר פרופ’ אדיר, “מבהירים ששימוש ב-URSs עשוי לפגוע באופן ממוקד בחיידקים שאנחנו רוצים ברעתם, וזאת בלי לפגוע באדם שבגופו הם נמצאים. לאור זאת, ובתקווה שבעתיד הקרוב ייבדקו האפשרויות היישומיות של התגלית שלנו, רשמנו עליה פטנט יחד עם הטכניון.”
בתרשים: URSs, כאמור, מעכבים תרגום חלבונים ועלולים להיות קטלניים לתא ולאורגניזם כולו. חלקו הימני של התרשים מציג את “מנגנון הנזק” שלהם, וחלקו השמאלי של התרשים מציג תהליך נורמלי ותקין בהעדרם של URSs.למעלה: המידע הגנטי, המקודד את רצף חומצות האמינו, מגיע לריבוזום בעזרת מולקולה הקרויה mRNA. חומצות אמינו (עיגולים צבעוניים) מצטרפות לכדי רצף והחלבון החדש נדחף החוצה מתעלת היציאה של הריבוזום. בצד שמאל נראה רצף רגיל היוצר חלבונים נורמליים ואילו בצד ימין מכילה שורת חומצות האמינו את ה-URS החזק CMYW (בחיידקי E. coli), הבולם את החלבון בדרכו החוצה וכך מונע תרגום של חלבונים נוספים. באמצע: בצד שמאל מתארגנים החלבונים בצברים נורמליים, ואילו בצד ימין – בהשפעת ה-URS – מתורגמים פחות חלבונים תקינים ונוצרים חלבונים פגומים שלא תורגמו עד הסוף. למטה: תאים של החיידק E. coli גדלים על צלחות בנוכחותו (+) או בהעדרו (-) של IPTG – חומר הגורם לתרגום חלבונים. משמאל, כלומר בצד התקין שבו החלבון המתורגם (+) אינו מכיל URS, מספר מושבות החיידקים זהה למספר מושבות החיידקים שגדלו ללא פקודת תרגום (-). מימין, בצד המשובש שבו החלבון המתורגם מכיל URS (+), מספר המושבות קטן בהרבה ממספר המושבות שגדלו ללא פקודת התרגום (-).
