כך אמר פרופ’ אבי אוסטפלד מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ביום העיון “משאבי מים והסביבה הפתוחה”, שנערך בטכניון והוקדש לפועלו של פרופ’-אמריטוס יעקב בר, מחלוצי תחום ההידרולוגיה בישראל.

“מי השתייה הם משאב חיוני, ולכן עלינו להיערך היטב להגנה עליהם מפני האיומים השונים: פגיעה במאגרים, מתקפת סייבר על מערכות האספקה והזרקה מכוונת של מזהמים למערכת.” כך אמר פרופ’ אבי אוסטפלד מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ביום העיון החמישי של היחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות, שנערך בטכניון. “קונספטואלית, הפתרון טמון בשקיפות. במילים אחרות, עלינו לשאוף לכך שהמערכת תהיה שקופה לנו, כלומר שנדע בזמן אמת מהי איכות המים בכל נקודה בתוכה.”

פרופ’ אוסטפלד, שהשלים שלושה תארים בפקולטה והצטרף אליה כחבר סגל בשנת 2000, ציין כי “בישראל כבר קרו ארועים של הרעלה וזיהום לא מכוונים של מי השתייה, אבל הם היו נקודתיים ולא גרמו נזק משמעותי. מאחר שמדובר במשאב חיוני כל כך, עלינו לגייס את כל היכולות ההנדסיות והטכנולוגיות שלנו כדי להגן עליו ככל האפשר.”

דיקן הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, פרופ’ עודד רבינוביץ’, אמר כי “יום העיון הזה, המוקדש לנושא הסביבה הפתוחה, מציג ספקטרום רחב של נושאים הקשורים לממשק בין סביבה, טכנולוגיה וחברה. זה הממשק שבו עוסקת הפקולטה שלנו, והעיסוק המחקרי בו מדגיש את חשיבותו בעולם המודרני.”

את הרצאת הפתיחה, “סיכום קריירה וחזון לעתיד”, נשא פרופ’-אמריטוס יעקב בר, מחלוצי תחום ההידרולוגיה בישראל. פרופ’ בר, יליד חיפה (1929), השלים תואר ראשון ושני בטכניון ותואר שלישי בברקלי. בשנת 1960 התמנה לחבר סגל בטכניון, ובמקביל הקדיש יום בשבוע לחברת המים תה”ל ולשירות ההידרולוגי “כדי לא לאבד קשר עם העבודה המעשית,” לדבריו. “תחום ההידרולוגיה של מי תהום היה אז בחיתוליו, ואנחנו העלינו על סדר היום נושאים שלא זכו להתייחסות קודם לכן: מאזן המים, סכנת ההמלחה של מי התהום, הגבלת השאיבה ועוד. הכנסנו את התפיסה שבניגוד לכסף, ‘מים אי אפשר להדפיס’ ולכן חייבים לשמור על המשאב היקר הזה.”

פרופ’ ברק פישביין, בוגר הטכניון שהצטרף לסגל הפקולטה בשנת 2011, תיאר את מהפיכת הביזור בתחום ניטור הסביבה. “אם בעבר בוצע ניטור הסביבה על ידי מערכות ריכוזיות, שבהן המומחה יושב במרכז הבקרה הארצי ומקבל החלטות, הרי שכעת אנחנו מבינים שמדובר בתפיסה אנכרוניסטית. כיום מדובר ברשתות בקרה ענקיות, עם נתונים אינסופיים. בנוסף, לעתים הבעיות באזור מסוים אינן דומות לבעיות באזור אחר. לכן הפתרון חייב להיות מבוזר, אזורי – בכל אזור תהיה רשת ניטור משלו, עם מומחים משלו שיקבלו החלטות מבוססות-מידע במהירות וביעילות.” פרופ’ פישביין הציג גישה חדשה לניטור איכות המים בבארות, המסתמכת על נתונים קיימים. “הגישה שפיתחנו מאפשרת שיפור בניצול הנתונים הזמינים ללא השקעה כספית נוספת, ומספקת אפשרות להתראה מוקדמת על כל חריגה באיכות המים של הבארות המנוטרות. בסופו של דבר, האידיאל שלנו בתחום המים הוא לזהות ארועים חריגים לפני שהם מתרחשים, כדי שנוכל למנוע אותם.”

עוד הרצו בכנס פרופ’ יהודה עגנון (יצירת גלי מים ענקיים בהחזרה מקיר), פרופ’ יעל דובובסקי (מדידות ומידול של רחף חומרי הדברה), פרופ’ אורי שביט (מידול מערכת ההזרקה של המדוזה) ופרופ’ אלכס פורמן (מדידת זיהומי קרקע בשיטות גיאופיזיות).

צוות חוקרים בראשותה של פרופ’-משנה שלי צליל מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון הצליח “להכתיב” לתאי לב את הקצב שבו יפעמו, באמצעות השפעה מכנית בלבד. התגלית לגבי חשיבותה של תקשורת מכנית צפויה להשפיע על הבנה וטיפול במחלות לב.

חוקרים בטכניון הצליחו “להכתיב” לתאי לב את הקצב שבו יפעמו, וזאת באמצעות השפעה מכנית בלבד. ההשפעה הושגה באמצעות ‘תא מכני’ מלאכותי, המייצר דפורמציות מכניות מחזוריות המדמות תא-לב סמוך במשטח עליו גדל תא-היעד הנבדק. תוך זמן קצר הִתאים תא-היעד את פעימותיו לקצב שהוכתב לו. יתר על כן, התא המשיך לפעום בקצב זה במשך שעה שלמה אחרי הפסקת הגירוי המכני.

המחקר שהתפרסם אתמול בכתב העת ” Nature Physics”נערך במעבדתה של פרופ’-משנה שלי צליל, מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, החוקרת את התקשורת הבין תאית
(Cell-cell communication) לסוגיה. “תקשורת בין-תאית חיונית לגדילת התאים והרקמה, להתפתחותם ולתיפקודם,” היא מסבירה. “עד כה נהוג היה להניח שתקשורת זו מתרחשת באמצעים כימיים וחשמליים בלבד, אבל אנחנו הראינו כי התא ניחן ביכולות של חישה מכנית
(cell mechanosensing) והוא מגיב לשינויים מכניים בסביבה – למשל לדפורמציות מכניות הנוצרות בעקבות הפעלת כוחות על ידי תאים שכנים. יתר על כן, טווח הפעולה של ההשפעה המכנית גדול מזה של ההשפעות החשמליות והכימיות. כעת גילינו שגם משך ההשפעה גדול יותר כשהגירוי הוא מכני, דבר המעיד על כך שתקשורת מכנית גורמת לשינויים ביוכימיים בתא הנשארים לאורך זמן.”

במחקר הראתה פרופ’-משנה צליל יחד עם צוותה כי תאי לב מסתנכרנים זה עם זה גם כשאינם צמודים זה לזה; די בכך שיימצאו על אותו מצע אלסטי, דהיינו רקמת הלב, שכן ההשפעה המכנית “עוברת” דרך המצע. כעת, כאמור, מתברר שהשפעה זו נשמרת גם לאחר הפסקת הגירוי (התא המכני). “במחקר הנוכחי אנו מראים כי אפשר ‘לאמן’ תא לב מבודָד כך שיפעם בתדירות הרצויה, וזאת באמצעות גירוי מכני של המצע שעליו הוא נמצא. בנוסף אנו מראים כי לתקשורת מכנית תפקיד חשוב בפיזיולוגיה של הלב: היא חיונית לכך שהתאים השונים יתרגמו את האות החשמלי לפעימה מכנית אחידה ומשותפת. המסקנה היישומית היא שהוספה של היבט מכני לקוצבי לב תשפר משמעותית את יעילותם.”

פרופ’-משנה שלי צליל השלימה את שלושת תאריה – הראשון בכימיה ומדעי המחשב, השני והשלישי בכימיה פיזיקלית, באוניברסיטה העברית בירושלים. את הפוסט-דוקטורט השלימה באוניברסיטת “קלטק”, אצל פרופסור דייב טירל (tirrell), כימאי המתמחה בפולימרים. המחקר שלה הוא דוגמה מצויינת למחקר בין-תחומי. היא ביו-פיזיקאית שהחלה את דרכה כתיאורטיקנית, הפכה לנסיונאית, וכיום חוקרת חישה מכנית בתאים חיים בפקולטה להנדסת מכונות.

למאמר המלא

כיתוב : פעימה מסונכרת של תאי לב מצומדים-מכנית: צילום דולג-זמן של זוג תאי-לב פועמים על מצע בקשיחות של 3.8kPa . הבדל הפאזה (משמאל) והדמיית סידן (מימין). סקאלת המרחק היא 20 מיקרון.

כיתוב: שדה הדפורמציות המתקבל במצע בזמן פעימה מסונכרנת של תאי לב מצומדים-מכנית: דימות דולג-זמן של שדה הדפורמציה הנוצר על ידי צמד תאי לב פועמים על מצע בקשיחות של 3.8kPa. חלקיקים פלורוסנטיים שהוחדרו לג’ל מאפשרים מעקב אחרי שדה הדפורמציות בג’ל.

 

תחנת-ייחוס ראשונה של הפרויקט הלוויני EGNOS הוצבה בישראל. התחנה, הממוקמת בטכניון, תשפר באופן דרמטי את המיקום המתקבל במקלטי GPS בשטח מדינת ישראל.

 

בקמפוס הטכניון הוצבה תחנת ייחוס ראשונה בישראל של מערכת EGNOS – המקבילה האירופית למערך ה-WAAS האמריקאי. הקמת התחנה היא תוצאה של שיתוף פעולה בין סוכנות החלל האירופית, המסלול להנדסת מיפוי וגיאו-אינפורמציה בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, והתעשייה האווירית.

EGNOS, המופעלת על ידי סוכנות החלל האירופית, מהווה הרחבה למערכת ה-GPS האמריקאית. היא מורכבת משלושה לוויינים גיאוסטציונריים – כלומר לוויינים הנמצאים מעל נקודות קבועות על כדור הארץ – ומרשת של תחנות ייחוס קרקעיות (RIMS). לווייני EGNOS משדרים אותות המאפשרים למשתמשים לקבל מיקום ברחבי אירופה וסביבתה בזמן אמת בדיוק של כמטר אחד.

“לתחנה יש חשיבות לאומית משום שהיא תשפר את יכולות המערכת באזורנו,” מסביר פרופ’ גלעד אבן-צור, האחראי על התחנה החדשה הממוקמת בבניין רבין בטכניון (הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית). “מדובר במערכת שתהיה פתוחה לכל אדם שברשותו מקלט GPS ייעודי, והיישומים רבים מספור: ניווט של תחבורה אווירית, ימית ויבשתית, מערכות הנחייה, מערכות מיפוי, אפליקציות ניווט לסוגיהן וכיו”ב. מאחר שמדובר בשיפור דרמטי ברמת הדיוק ברור שהמערכת אטרקטיבית מאוד לכל מי שזקוק למיקום מדויק ואמין.”

פרופ’ אבן-צור, חבר סגל בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, עוסק בגיאו-אינפורמציה (גיאודזיה) – קביעת מיקום במרחב התלת-ממדי על פני כדור הארץ ובחלל – ואחד מתחומי המחקר שלו הוא מעקב אחר תנועות של קרום כדור הארץ. מעקב כזה מצריך דיוק הגבוה לאין ערוך מזה המושג ממערכת ה-EGNOS. “גם במדידת תנועות של האדמה עושים שימוש במערכת ה-GPS אך באופן שונה מזה המתבצע עם מערכת ה- EGNOS, מאחר שמדובר בתנועות קטנות מאוד וכדי לזהותן נדרש דיוק מדידה גבוה מאוד. מערכת ה GPS מאפשרת לנו למדוד לא רק את התנועה האופקית של האדמה אלא גם תנועות אנכיות כמו התרוממותו של רכס הכרמל, המתרחשת בקצב של מילימטרים ספורים בשנה כתוצאה מתזוזת קרום כדור הארץ באזור שבר הכרמל.”

פרופ’ אבן-צור מסביר כי הדיוק תלוי בין היתר באיכות המקלטים איתם עושים שימוש. “מי שמשתמש במקלט ה-GPS שבטלפון הנייד שלו יכול לקבל כיום מיקום בדיוק של כעשרה מטרים. רמת דיוק כזו מסייעת כמובן לניווט רכב בכביש למשל, אבל לעתים היא אינה מספקת. EGNOS תעניק דיוק גבוה הרבה יותר בקביעת מיקום – סדר גודל של מטר אחד. אני, כחוקר שמשתמש במקלטי GPS משוכללים, יכול להגיע גם לדיוק יחסי של כמה מילימטרים בודדים – צורך שהוא מאוד קריטי במעקב אחר תנועות של האדמה.”

 

כעת: אפליקציה חדשה המעודדת פעילות גופנית בקרב חולי סוכרת

ב-11 בינואר 1922 הוזרק לראשונה בהיסטוריה אינסולין לחולה סוכרת. המקום: אוניברסיטת טורונטו. החולה: לאונרד תומפסון בן ה-14. הרופא: פרדריק בנטינג, ששירת כרופא צבאי במלחמת העולם הראשונה. בנטינג פיתח שיטה להפקת אינסולין מלַבְלַב של בעלי חיים, ולאחר שניסה את האינסולין על כלבים הגיע הזמן לניסוי הקליני.

מנת האינסולין הראשונה שקיבל תומפסון לא היתה נקייה לגמרי, ולכן גרמה לו לתגובה אלרגית, אולם הזריקות הבאות היו איכותיות יותר והעניקו לו עוד 13 שנות חיים. בסיועה של חברת אלי לילי הצליח בנטינג לשפר את איכות האינסולין, ובשנת 1923 זכה בנטינג בפרס נובל ברפואה יחד עם שותפו ג’ון ג’יימס ריקרד.

 והרי החדשות – 94 שנים מאוחר יותר: צוות משותף לחוקרים בטכניון, במיקרוסופט ובמרכז הרפואי רמב”ם פיתח אפליקציה חדשנית לעידוד פעילות גופנית בקרב חולי סוכרת.

סוכרת סוג 2 (Type 2 diabetes) היא הסוג הנפוץ ביותר (90%) של סוכרת, שבו לוקים כ-10% מהמבוגרים בישראל. סוכרת סוג 2 משבשת את ספיגת הסוכר בתאי הגוף ומובילה לריכוז גבוה של סוכר בדם ובשתן.

המנגנונים הפיזיולוגיים של האדם הבריא יודעים לפרק את הסוכר (הגלוקוז) שהגוף צורך, וזאת באמצעות הפרשת אינסולין על ידי הלבלב. האינסולין גורם לספיגת הגלוקוז בתאים, אולם אצל חולי סוכרת סוג 2 נפגם מנגנון זה והסוכר נצבר בדם בריכוז גבוה וגורם דלקות ונזקים באברים שונים בגוף: לב, כלי דם, כליות, עור, עיניים ועצבים.

הטיפול בסוכרת כולל זריקות אינסולין, דיאטה מופחתת-פחמימות ופעילות גופנית. לאור השפעתה החיובית של פעילות גופנית על מצבם של חולי סוכרת פותחה כעת אפליקציה חדשנית שמטרתה לעודד את החולים לבצע פעילות גופנית קבועה.

לפני הפעלת האפליקציה מוזנים למערכת המידע נתונים שונים הנוגעים למצבו הבריאותי של החולה ולנתוניו הפיזיולוגיים, וכן תוכנית אימונים המותאמת לו אישית על סמך כושרו ומגבלותיו. מרגע הפעלת האפליקציה היא שולחת למשתמש כמה תזכורות אישיות לביצוע הפעילות המותאמת, וכן מנטרת את הפעילות שהוא מבצע בפועל.

האפליקציה מבוססת על שיטה חדשנית שפותחה על ידי החוקרים. בשיטה זו מקבל המטופל משובים שונים (חיובי, שלילי, יחסי ועוד) על פי עמידתו בדרישות-הפעולות שהגדיר הרופא. זוהי מערכת לומדת, המותאמת ומתאימה את עצמה למטופל הספציפי.

“מחלת הסוכרת פוגעת באיכות חייהם של אנשים רבים, ואנו מציעים כלי פשוט ויעיל שיסייע להם לשפר את מצבם הבריאותי,” מסבירה ד”ר עירית הוכברג מהמרכז הרפואי רמב”ם. “כעת אנו נמצאים בעיצומו של גיוס מטופלים לניסוי באפליקציה, ומזמינים אנשים החולים בסוכרת סוג 2 לפנות אלינו במייל (i_hochberg@rambam.health.gov.il). פעילות גופנית היא מעין תרופה לסוכרת – היא משפרת את האיזון בכל המדדים ובמקרים רבים מאפשרת להפחית או להפסיק חלק מהתרופות. הכוונה שלנו היא לסייע למטופלים המבינים את חשיבותה של הפעילות הגופנית אך מתקשים להתמיד בה.”

פיתוח האפליקציה בוצע על ידי צוות בין-תחומי שבו חברים פרופסור שי מנור (הפקולטה להנדסת חשמל בטכניון), פרופסור משה טננהולץ (הפקולטה להנדסת תעשייה וניהול בטכניון), גיא פררו (הפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון), ד”ר מרק קוזדובה (הנדסת חשמל, טכניון), ד”ר עירית הוכברג (המכון לאנדוקרינולוגיה, סוכרת ומטבוליזם במרכז הרפואי רמב”ם) וד”ר אלעד יום-טוב (מיקרוסופט מחקר).

 

 

 

“עלינו להגביר את האמון הציבורי במדע וליצור אקלים-ידע חיובי.” כך אמרה פרופ’ דומיניק ברוסארד מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון בהרצאה בטכניון.

“האקדמיה חייבת לפעול למיסגור חיובי של המדע באמצעות חינוך פרו-מדעי, כיסוי תקשורתי אוהד ומאמץ מתמשך להנגשת המדע.” כך אמרה פרופ’ דומיניק ברוסארד, ראש המחלקה לתקשורת מדעי החיים באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, בהרצאה בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון.
פרופ’ ברוסארד הסבירה כי “אמנם יש חשיבות רבה בהקניית אוריינות מדעית, כלומר ברכישת השפה המדעית באופן שמאפשר לאדם להתמודד עם נושאים מדעיים שהוא צורך בתקשורת. עם זאת, אנשים נוטים לגבש עמדות לגבי טכנולוגיות חדישות גם כשאין ברשותם מומחיות בתחומים המדעיים הרלוונטיים, ולקבל החלטות הנוגעות אליהן על סמך הֵיוּריסטיקות – כללי חשיבה פשוטים, שהם מעין קיצורי דרך מחשבתיים. הֵיוריסטיקות נשענות על גורמים רבים כגון ערכים, רגשות וייצוגי-המדע בתקשורת. ייצוג לדוגמה הוא ‘מזונות מהונדסים גנטית הם כמו המפלצת של פרנקנשטיין’ (Frankenfoods), כלומר יצור שיצא מכלל שליטה וחולל אסון. לכן חשוב שהקהילה המדעית תמסגר את המדע בתוך אקלים-ידע חיובי. עלינו להוביל להגדלת האמון במדע, באנשי מדע ובתחומים כגון ננו-טכנולוגיה. אסור לנו להסתפק בהוראה ובייצור ידע גרידא.”
פרופ’ ברוסארד הציגה נתונים המעידים על אמון הציבור במדענים, במדינות רבות. בארה”ב, למשל, חוקרים באקדמיה נמצאים בראש הטבלה של אמון הציבור, שבתחתיתה נמצאים ארגונים דתיים ו… הבית הלבן. לכן, החוקרים באקדמיה עשויים להתאים מאוד כדוברי הקהילה המדעית. “כשאתם מציגים בפומבי חידושים והמצאות עליכם למצוא קודם סלע משותף שתוכלו לעמוד עליו יחד עם בני השיח שלכם – ערכים משותפים שאתם חולקים – ורק אז להתחיל לפורר את החומה החוצצת ביניכם. עליכם להבהיר שאתם בני-סמכא אבל גם להיות קשובים, אכפתיים, פתוחים וישרים. הקהל שלכם חייב להיות משוכנע שאין לכם מניעים נסתרים.”
איך לעשות את זה? “גם את זה אפשר ללמוד,” אומרת פרופ’ אילת ברעם-צברי מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון. “כעת מתקיים בפקולטה, זו הפעם התשיעית, הקורס ‘תקשורת המדע: תיאוריה ומעשה’ הפתוח לכלל הסטודנטים בטכניון. בקורס הזה לומדים הסטודנטים להנגיש מדע בצורה שתאפשר דיאלוג פורה עם קהלים רחבים.”

בפקולטה להנדסה ביורפואית בטכניון פותחה טכנולוגיית דימות חדשנית לצילום תמונות חדות של רשתית העין ללא הפרעה לפעולתה. המערכת, המתחברת למיקרוסקופים קיימים, צפויה לחולל מהפכה בחקר הרשתית.

פיתוח חדשני, המאפשר דימות איכותי ולא פולשני של רשתית העין בעכברים, צפוי לחולל מהפכה בחקר העין ובהבנת מנגנון הראייה, כך מדווח כתב העת Light: Science and Applications מקבוצת Nature. התוסף החדש, מורכב משתי עדשות דינמיות הניתנות לכיוונון אלקטרוני. עדשות אלה מרחיבות את פעולתו של המיקרוסקופ הדו-פוטוני (Two photon microscope) – מכשיר דימות מתקדם הקיים כיום במעבדות רבות מאוד – ומאפשרות לראשונה להשתמש בו להדמיה תלת ממדית של הרשתית ברזולוציה גבוהה, וזאת ללא צורך במערכות מורכבות ויקרות. הפיתוח התבצע במעבדה להנדסת ממשקים עצביים בפקולטה להנדסה ביורפואית בטכניון, על ידי הדוקטורנטית עדי שכטר בר-נועם וראש המעבדה פרופ’ שי שהם ובהשתתפות עמיתת המחקר ד”ר נאירוז פרח.

מיקרוסקופים דו-פוטוניים מספקים הדמיה פלואורוסנטית ברזולוציה תת-תאית, ובכך תורמים להבנת מבנים תאיים ובין-תאיים ברקמות ביולוגיות. יתרונם המרכזי הוא ביכולת לחדור לעומק רב יחסית של רקמה, באופן המאפשר ליצור הדמיה תלת ממדית המורכבת מסדרה של הדמיות דו ממדיות (“חתכים”) ולכן בשני העשורים האחרונים הפכו לכלי המרכזי במחקרים המתמקדים במבנה ופעולת המח ומערכת העצבים. עם זאת, עד כה לא התאפשר שימוש בהם להדמיה של הרשתית בעין החיה בשל מגבלה אופטית הנוצרת כתוצאה משילוב של עדשות המיקרוסקופ יחד עם איברי המיקוד של העין.

כעת, הודות לפיתוח האמור, אפשר יהיה למפות אזורים שלמים ברשתית – כלי דם, תאי עצב ועוד – ברזולוציה גבוהה ובצורה לא פולשנית. מאחר שהמיקרוסקופים האמורים משתמשים בפוטונים באורך גל בלתי נראה (אינפרה-אדום), הבדיקה המיקרוסקופית אינה משפיעה על התנהגות הרשתית הנחקרת ומאפשרת לה לראות כמעט כרגיל במהלך הדימות. החוקרים השתמשו בכך כדי למדוד לראשונה תגובות עצביות טבעיות להבזקי אור.

“חשוב להדגיש שהמוטיבציה שלנו בפיתוח הטכנולוגיה החדשה היתה מחקרית – שיפור של האמצעים הטכנולוגיים העומדים לרשותנו כמדענים,” אומרת שכטר בר-נועם, שפיתחה את המערכת. “יתכן שבהמשך המערכת החדשה תסייע בפיתוח טכנולוגיות מסייעות לראייה (translational vision applications), אבל המחקר הזה היה מוגבל לחקר הרשתית ותאי העצב שבה. כאמור, מדובר בהדמיה מיקרוסקופית מתקדמת ברשתית של היצור החי (in vivo), שאינה פוגעת בו, והוכחנו שגם שימוש ממושך בה אינו גורם שום נזק לרשתית הנבדקת.”

פרופ’ שהם מוסיף: “ההקשר הרחב שבו אנחנו פועלים הוא האופטוגנטיקה – תחום מדעי שהתפתח מאוד בעשור האחרון ומאפשר לנו לחקור תאי עצב לאורך זמן באמצעות חלבונים פלורוסנטיים, או להפעיל את התאים האלה באמצעות אור. המערכת החדשה מאפשרת לנו להשתמש במיקרוסקופ הדו-פוטוני בשני האפיקים האלה: הדמיה של תאי העצב – או הפעלתם באמצעות אור. חשוב לציין שלאחר תהליך ממושך ומורכב של תכנון המערכת הראינו את האפקטיביות שלה בדימות של תאי עצב וכלי דם.”

עבודת המחקר נתמכה על ידי קרנות האיחוד האירופי, הקרן הלאומית למדע ותרומה מקרן יוכבד וא.ז. כהן של חברת כצט.

למאמר המלא

 

לרגל “יום הלשון העברית” החל השבוע, רגע של עברית – על גלגולי שמו של הטכניון משנת 1908 ועד לקביעת השם הנוכחי בשנת 1945.

שמו הנוכחי של הטכניון ניתן לו רק עשרים שנה אחרי ייסודו. קדמו לו שמות רבים ומגוונים, שראשיתם בתחילת המאה ה-20.

באפריל 1908 התכנסו בירושלים אליעזר בן-יהודה וכמה מעמיתיו, במטרה להניא את מקבלי ההחלטות מהקמתו של הטכניון בחיפה. הם האמינו כי מקומו הראוי של הטכניון בירושלים. באותה ישיבה צוין המוסד בשם “בית חרושת”.

ארבע שנים מאוחר יותר, ב-1 אפריל 1912, נכתב בעיתון “האור” על השגת הרשיון לבניין ה”מכנון” בחיפה, שיהיה “בית המדרש למלאכות מכוניות” הראשון בארץ ישראל. אבן הפינה ל”מכנון” הונחה עשרה ימים לאחר מכן, ב-11 באפריל 1912, אולם מלחמת העולם הראשונה דחתה את פתיחתו של המוסד, שהחל לפעול רשמית רק ב-1924. בינתיים הצטברו הצעות רבות, ובהן “מדרשה טכנית” ו”הטכניה החיפאית”. אחד העם צידד ב”טכניקון”, ועמיתו שמריהו לוין – ב”טחניקום”. אולם זמן קצר לפני הפתיחה הרשמית הכריז ועד הלשון כי “ברוב מכריע נתקבלה הצעת חברנו מר ח.נ. ביאליק, לקבע את המלה ‘תֶכניון’ (וברבים – תכנאות, על משקל תיאטרון – תיאטראות, גמנסיון – גמנסיאות ועוד) לשם מוסד ה’טכניקום'”. ב-1925 הורחב שם זה ל”התכניון העברי”.

רק עשרים שנה לאחר מכן, באוקטובר 1945, שונה הכתיב האמור ומאז נקרא הטכניון בשמו הנוכחי: “הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל”.

מקורות:

סמדר ברק, “לתולדות שמו של הטכניון”, לשוננו לעם נא–נב, חוברת א (תש”ס–תשס”א), עמ’ 9–15

יובל דרור, “ראשית הטכניון העברי בחיפה, 1950-1902”, עיונים בתקומת ישראל 6 (תשנו) 330-357

 

פרופ’ אהרן לרנר מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון: המזון המעובד מחליש את עמידותו של המעי לחיידקים, לרעלים ולגורמים עוינים נוספים, וכך גוברת הסבירות להתפתחות של מחלות סרטניות, אלרגיות ואוטואימוניות.

קיים מִתאם (קורלציה) בין הגידול בצריכת תוספי מזון תעשייתיים לשכיחותן של מחלות אוטואימוניות. זו המסקנה המרכזית של מחקר של פרופ’ אהרן לרנר מהפקולטה לרפואה בטכניון ומהמרכז הרפואי כרמל. המחקר, שהתפרסם בכתב העת Autoimmune Reviews, נערך יחד עם פרופ’ טורסטן מתיאס ממכון איאסקיו-קיפ (גרמניה) לחקר מחלות אוטואימוניות, שם שוהה פרופ’ לרנר במסגרת שנת שבתון.

במחקר האמור בחן פרופ’ לרנר את השפעתו של מזון מעובד על פעילות המעיים ועל התפתחותן של מחלות אוטואימוניות – מצבים שבהם הגוף תוקף את עצמו במקום להגן על עצמו. כיום ידועות יותר ממאה מחלות כאלה, ובהן סכרת נעורים, דגנת (צליאק), זאבת, טרשת נפוצה, טירואידיטיס, הפטיטיס, קרדיטיס, כרכשת כיבית וקרוהן. “בעשורים האחרונים חלה ירידה בשכיחותן של מחלות זיהומיות, אך במקביל גוברת שכיחותן של מחלות אלרגיות, סרטניות ואוטואימוניות. מאחר שבתקופה קצרה כל כך אין משקל משמעותי לשינויים גנטיים מחפשת הקהילה המדעית את הסיבות לכך במישור הסביבתי.”

במחקר הנוכחי בחנו הפרופסורים לרנר ומתיאס היבט מסוים במישור הסביבתי: העליה המסחררת בשימוש בתוספי מזון תעשייתיים, שמטרתם לשפר איכויות כגון טעם, ריח, מרקם וזמן מדף. “מן המחקר שלנו עולה קשר נסיבתי מובהק בין העליה בשימוש במזון מעובד לבין העליה בשכיחות מחלות אוטואימוניות,” אומר פרופ’ לרנר.

מחלות אוטואימוניות רבות נובעות מן הפגיעה בתפקוד צומתי-החסימה (Tight-junction) המגנים על רירית המעי. מעבר זה משמש בימים כתיקונים כמחסום בפני חיידקים, רעלים וחומרים אלרגניים ומסרטנים, ומגן על המערכת האימונולוגית מפניהם. הפגיעה במנגנון זה, מתברר, מובילה להתפתחות של מחלות אוטואימוניות.

במחקר נמצא כי לפחות שבעה תוספי מזון נפוצים פוגעים בכושר העמידה של מעבר Tight-junction. תוספים אלה הם גלוקוז (סוכרים), נתרן (מלח), ממיסי שומן (emulsifiers), חומצות אורגניות, גלוטן, microbial transglutaminase (אנזים מיוחד המשמש כ”דבק של המזון”) וחלקיקים ננו-מטריים. פעולתם של התוספים הללו מחלישה את המעבר ועבירותו גדלה. שיבוש זה מאפשר את כניסתם של רעלים, חיידקים ורכיבים עוינים אחרים ויוצר סיטואציה אוטואימונית שבה תוקף הגוף את עצמו. תוספי המזון האמורים מעודדים גם תהליכים דלקתיים, אלרגניים וסרטניים.

ממצאי המחקר תואמים את המלצת ארגון הבריאות העולמי למתן את צריכת הבשר המעובד, בשל העובדה שהוא מכיל רכיבים מסוימים המגבירים את הסיכון לחלות בסרטן: מלח, גלוטן, האנזים החיידקי טראנסגלוטאמינאזה ועוד.

“גורמי בקרה ואכיפה כגון ה-FDA האמריקאי מפקחים היטב על תעשיית התרופות, אבל שוק תוספי המזון נותר פרוץ ולא מפוקח. אנו מקווים שהמחקר שלנו, ומחקרים דומים, יציפו את הסכנה שבתוספי מזון תעשייתיים וימחישו את הצורך בפיקוח עליהם. עד אז אנו ממליצים לחולים במחלות אוטואימוניות, ולאנשים שמחלות כאלה כלולות ברקע המשפחתי שלהם, להימנע ממזון מעובד.”

למאמר המלא

גסות רוח כלפי צוותים רפואיים פוגעת בתפקודם המקצועי וגורמת נזק ממשי למטופלים. כך עולה ממחקר שנערך בטכניון ובמרכז הרפואי בני ציון

גסוּת רוח (rudeness) משפיעה על אנשים לרעה גם כשהיא מגיעה במנות קטנות. זלזול, בוז וחוסר רגישות לא רק מעציבים את האדם אלא גם פוגעים בתפקודו בהיבטים של זיכרון, ריכוז, תשומת לב לפרטים, פתרון בעיות וביצוע משימות קוגניטיביות שונות.

צוותים רפואיים, למרבה הצער, סופגים מתקפות תכופות של גסות רוח מצדם של מטופלים ובני משפחה, כמו גם מצד הממונים עליהם. בהשלכותיהם של ארועים אלה עוסק מחקר חדש, שנערך על ידי פרופ’ אריק ריסקין מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ומהמרכז הרפואי בני ציון.

המחקר האמור, שהתפרסם לאחרונה בכתב העת Pediatrics, מגלה כי גסות רוח, גם בגילויֵיה המתונים, פוגעת פגיעה דרמטית בתיפקודו של הצוות הרפואי. פגיעה זו, שחומרתה גדלה במצבי לחץ, ניכרת באיכות הטיפול, ברמת האיבחונים ובכישוריו הטכניים של הצוות.

במחקר השתתפו 24 צוותים רפואיים מארבע פגיות, שהוזמנו לסדנת הדרכה בנושא team reflexivity (תחקיר מבוסס שיקוף צוותי) ככלי לשיפור איכות הטיפול. הסדנה בחנה תרחיש של טיפול בפג שמצבו התדרדר באופן פתאומי בשל דלקת נמקית במעי. תרחיש זה חייב את המשתתפים לזהות ולאבחן את ההידרדרות ולבצע טיפול הכולל החייאה. הוסבר להם כי מומחה מארה”ב יצפה בהם מרחוק (באמצעות מצלמה), ומדי פעם יעיר ויְיַעֵץ להם בטלפון.

חצי מהצוותים קיבלו במהלך הסימולציה הערות מפיו של מומחה נייטראלי, שדיבר באופן כללי על חשיבות האימון והתרגול באמצעות סימולציות. שאר הצוותים ספגו “שטיפה” ממומחה גס רוח, שכלל לא התייחס לסיטואציה הספציפית ולביצועיהם אלא רק ביקר בתקיפות את “רמת הרפואה הירודה” בישראל. הסימולציות תועדו בווידיאו והועברו לשופטים, שהעריכו את ביצועי הצוותים לפי קריטריונים מוגדרים: יכולות אבחנתיות, ביצוע פעולות ופרוצדורות והתנהגויות הנוגעות לשיתוף מידע ולבקשת עזרה. השופטים כמובן לא ידעו מה זהות המשתתפים (שפניהם טושטשו) ולא מה אופיו של המומחה שנחשפו אליו – האם הוא מנומס או גס רוח.

ניתוח התוצאות העלה מסקנות מובהקות. “צוותים שנחשפו לגסות רוח הפגינו יכולות נמוכות יותר בכל מדדי התפקוד,” אומר פרופ’ ריסקין. “מחקר זה מוכיח שגסות רוח פוגעת בבטיחות המטופלים, ועל אחת כמה וכמה בפגיות ובמחלקות טיפול נמרץ, שבהן כל טעות קטנה עלולה לגרום נזק עצום.”

המחקר בוצע על ידי פרופ’ ריסקין בהדרכתו של פרופ’ פיטר במברגר מהפקולטה לניהול באוניברסיטת תל-אביב ובשיתוף פעולה עם פרופ’ אמיר ארז מביה”ס לניהול עסקים של אוניברסיטת פלורידה בארה”ב.

למאמר המלא: http://pediatrics.aappublications.org/content/early/2015/08/05/peds.2015-1385.abstract

שפת המידול OPM שפותחה על ידי פרופ’ דב דורי מהטכניון הוגדרה כתקן ISO 19450 על ידי ארגון התקינה הבינלאומי.

פיתוחים רבים במדע ובהנדסה מתחילים בשרבוט רעיונות ראשוניים על מפית או על פיסת נייר. בעבר נהגו ממציאים להתחיל מסקיצה בסיסית כזו ולפתח אותה בהדרגה עד לקבלת שירטוט מפורט. כיום, מאחר שתכן הנדסי של מערכות, מוצרים ושירותים סבוכים מתרחש בספירה הדיגיטלית ומשלב חומרה, תוכנה, בני אדם ורגולציות למיניהן, גובר הצורך בתכנון קונספטואלי מקיף. מטרת תכנון זה הינה להבהיר את ארכיטקטורת המערכת – את המבנה שלה ואת התנהגותה, כך שהיא תספק את הפונקציה והתועלת הצפויה מפיתוחה. לצורך השגת מטרה זו, ארגונים במספרים הולכים וגדלים מאמצים כשלב ראשון של מחזור החיים את הגישה של הנדסת מערכת מבוססת מודל(Model-Based Systems Engineering, MBSE) אשר במהלכה נוצר מודל קונספטואלי של המערכת, המוצר, או השרות החדש בשפה גרפית פורמאלית.

פרופ’ דב דורי, חבר סגל בפקולטה להנדסת תעשייה וניהול, פיתח במהלך שני העשורים האחרונים את OPM (Object-Process Methodology) כשפה ושיטה ייעודית למידול קונספטואלי של מערכות סבוכות מכל סוג שהוא, מלאכותיות וטבעיות כאחד. מודל OPM מבטא בצורה גרפית וטקסטואלית את הארכיטקטורה של המערכת. דיאגרמות ברמות פירוט שונות, החל ממבט ממעוף הציפור עד לפרטי פרטים, מספקות תיאור קונספטואלי ולוגי מלא של המערכת. כל ביטוי גרפי מתורגם בזמן אמיתי לתיאור מילולי באנגלית פשוטה. תודות לפשטותה של OPM, היא מהווה שפה משותפת לכל בעלי העניין בפיתוח המערכת, אשר יכולים לקחת חלק בתהליך בניית המודל החל משלב מוקדם במחזור חיי המערכת – שלב הנדסת הדרישות. בכל עת ניתן לבצע סימולציה של המודל באופן חזותי כדי לבחון את פעולת המערכת ולוודא את תקינותה הלוגית ותא ביצועיה ותגובותיה כבר בשלב ראשוני זה, בו מתורגמות הדרישות מן המערכת בדרך להפיכתה למוצר או שירות ממשי.

שפת OPM אומצה על ידי ארגון התקינה הבינלאומי (ISO) ובתאריך 7 בדצמבר 2015 פורסמה באתר הרשמי של ISO כתקן מחייבISO 19450 : https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:pas:19450:ed-1:v1:en.

לאישור התקן, שהוא התקן הראשון של שפת מידול קונספטואלי המאומץ על ידי ISO, קדמה עבודת מטה מקיפה של ISO בקבוצת עבודה במסגרת ועדה טכנית ISO TC184/SC5 בהובלתו של מר ריצ’רד מרטין (Richard Martin) ובהשתתפותם הפעילה של פרופ’ דורי, מר דיויד שורטר (David Shorter) וד”ר אלכס בלכמן, שעבודת הדוקטורט שלו בהנחיית פרופ. דורי הייתה פיתוח הקשור לתקן החדש. עבודת ההכנה כללה בין היתר פגישות שנתיות בטוקיו, פאריס, טמפה פלורידה, ובטכניון בחיפה. עוד לפני הפרסום הרשמי כבר נעשה שימוש ב-OPM כבסיס לדור הבא של תקני ISO שיהיו מבוססי מודל במקום טקסט חופשי, דבר שיאפשר לבדוק בשיטתיות את תקינותם ושלמותם.

עיקרון בסיסי עליו מושתתת OPM הינו שניתן לבנות מודל של כל מערכת שהיא, בכל תחום ובכל רמת מורכבות, על בסיס מספר מצומצם של אבני בניין: עצמים (אובייקטים) בעלי מצבים ותהליכים אשר יוצרים או צורכים עצמים, או משנים את מצבם. תוכנה לבניית מודלים ב-OPM הנקראת OPCAT (Object-Process CASE Tool) פותחה במעבדה למידול מערכות עסקיות על ידי סטודנטים בפקולטה להנדסת תעשיה וניהול בטכניון במהלך העשור האחרון. תוכנה זו, הניתנת להורדה חינם מאתר המעבדה http://esml.iem.technion.ac.il/, מאפשרת שילוב של טקסט באנגלית פשוטה עם אמצעים גרפיים אינטואיטיביים. התוכנה מעבדת את המידע הגרפי-ויזואלי למידע שפתי-מילולי וכך מתאפשרת בדיקה בזמן אמת של המודל תוך כדי התהוותו. פלטפורמה זו מאפשרת התקדמות הדרגתית בתכן, שילוב מהנדסים מתחומים שונים, בדיקות באמצעות סימולציות, שקילת חלופות ועוד. זוהי שפה משותפת ללקוח, למהנדסים ולארכיטקטים המאפשרת להם לחשוב יחד ולנהל דיאלוג ביניהם.

לדוגמה, בציור מודגמת סימולציה של תהליך תדלוק מכונית. בשלב המתואר בדיאגרמה זו מתבצע תת התהליך של שאיבת דלק, והוא משנה את מצבו של מיכל הדלק מריק למלא. המשפט שנוצר באופן אוטומטי על ידי התוכנה הוא:

 

Gasoline Pumping changes Gasoline Tank from empty to full.

פרופ’ דורי, שהחל לפתח את הרעיון בשנת 1993, פרסם ב-2002 ספר בנושא. פטנט בנושא נרשם בארה”ב בשנת 2006 והוסב לטובת מוסד הטכניון. כחמישים סטודנטים לתואר שני ושלישי בתחום זה בטכניון וב-MIT חקרו ופיתחו הרחבות ושימושים ל-OPM שפורסמו במאות מאמרים ופרקים בספרים. כיום נלמדת OPM כשפת מידול בהנדסת מערכות באוניברסיטאות מובילות ברחבי העולם ובהן MIT והטכניון, בקורסי הסמכה ובלימודים מתקדמים בגישת למידה פעילה. OPM משמשת בסיס לתכנון פרויקטים במפעלים מובילים בתעשייה, ובכללן בואינג (שיפור אבטחת איכות בייצור מטוסים אזרחיים), אלביט (תכן מערכות הגנה למטוסי אל על מפני טילי כתף), נאס”א (תכנון כריית מחצבים מהירח), חברת Rolls Royce (הנדסה מבוססת ידע לתכנון מנועים) וחברת Whirlpool (תכנון הדור הבא של כלי בית חשמליים).

שפת OPM רלוונטית גם למחקר המדעי. החל בשנת 2007 פרסמה קבוצה מהטכניון סדרת מאמרים בכתב העת המקוון PLOS ONE ממצאי מחקר ממושך הנוגע למחזור החיים של ה-RNA בתא החי. במסגרת המחקר נבנה באמצעות OPM ותוכנת OPCAT מודל מקיף ביותר של מערכת זו בתא שמר. סימולציות של המערכת אפשרו גילוי של פערי ידע, יצירת השערות ובדיקתן in silico, כלומר על ידי סימולציות ממוחשבות של המודל, והכוונה של החוקרים לגילוי ממצאים חדשים בתחום של פירוק מרכיבי RNA לקראת סוף מחזור החיים שלו וחזרתם לגרעין התא. חברי הקבוצה כוללים את ד”ר יהודית סומך (כיום פוסט-דוקטורנטית בבית הספר לרפואה באוניברסיטת הרווארד), את פרופ’ מרדכי חודר מהפקולטה לרפואה בטכניון ופרופ’ דב דורי, שהיו מנחים שותפים של ד”ר סומך, ועמיתים נוספים.

https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:pas:19450:ed-1:v1:en

הכנס התקיים במסגרת תוכנית COST לשיתופי פעולה בין מהנדסים וחוקרים במדינות אירופה

לאחרונה התקיים בטכניון כנס בינלאומי במסגרת תוכנית COST. בכנס, שבראשה עמדה פרופ’ פנינה פלאוט מהפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון, השתתפו 35 חוקרים מאוניברסיטאות בישראל וברחבי אירופה.

COST היא תוכנית אירופית לשיתוף פעולה במדע ובטכנולוגיה. מטרתה: לשמש במה לדיון ולשיתופי פעולה בתחומים שונים. בתוכנית, הצפויה לפעול במשך ארבע שנים, שותפים כ-50 חוקרים מ-28 מדינות באירופה, המגיעים מתחומים שונים: תכנון תחבורה, תכנון ערים, ארכיטקטורה, סוציולוגיה, גיאוגרפיה, מדעי המחשב, פיזיקה וכלכלה.

המפגש שהתקיים בטכניון עסק ברשתות חברתיות ובהשפעתן על תכנון תחבורה ותכנון עירוני. זהו המפגש הרביעי המתקיים במסגרת התוכנית; המפגשים הקודמים התקיימו בווינה, בלייאז’ ובבודפשט. המפגש כלל שתי הרצאות-מומחה: האחת של פרופ’ איזבל תומאס (בלגיה), בתחום של מודלים עירוניים וניתוחם על ידי מידע “מסורתי” שמקורו בנתונים סטטיסטיים ו”ביג דאטה” מנתוני טוויטר וסלולר; האחרת של מר אנדרו נאש (אוסטריה), בנושא אפליקציות מתקדמות המשפיעות על הרגלי הנסיעה – ומשמעותן מבחינת תכנון תחבורה. כמו כן הוצגו שלוש עבודות שנעשו במסגרת “התמחות קצרת טווח” – אחת מהן של אור כספי, סטודנט לתואר שני במסלול לתכנון ערים, ששהה בשוודיה כדי להתמחות בתחום של ניתוח מרחבי וּויזואליזציה של נתוני טוויטר.

בנוסף לפרופ’ פלאוט שותפות בפרויקט ד”ר דלית שך-פינסלי (כחברת צוות) וגב’ סמדר אמיר (אחראית על תיאום אדמיניסטרטיבי).

יואכים בהר, פוסט-דוקטורנט בטכניון, זכה במקום הראשון בתחרות החוקר הצעיר ע”ש רנה ירום, שהתקיימה בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון. את התחרות מקיים האיגוד הישראלי לחקר הלב.

בהר, בוגר אוניברסיטת Ecole Nationale Superieure des Mines de Saint-Etienne בצרפת, הגיע לטכניון באפריל 2015 לאחר שהשלים דוקטורט בהנדסה ביורפואית באוקספורד. כיום, כפוסט-דוקטורנט בפקולטה להנדסה ביורפואית בטכניון, הוא חוקר את הבקרה המוחית על קצב הלב במעבדתה של פרופ’-משנה יעל יניב. בחודשים הספורים של עבודתו במעבדה הוא הגיע לפריצת דרך בהבנה של השפעת השינויים הסטוכטיים במנגנונים מולקולריים של הקוצב הביולוגי על שינויים בקצב הלב בין פעימה לפעימה.

במקום השני בתחרות זכה אלון אבנד ממעבדתו של פרופ-משנה יצחק קהת (הפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון), על מחקר בנושא המנגנונים המולקולריים של ההסתיידות בכלי דם ובמסתמים.

במקום השלישי זכתה עידית גולדפרכט ממעבדתו של פרופ’ ליאור גפשטיין (הפקולטה לרפואה בטכניון), על מחקר בנושא יצירת רקמה מהונדסת מתאי לב שמקורם בתאי גזע אנושיים מושרים.

האיגוד הישראלי לחקר הלב פועל לקידום מחקרים והפצת ידע במדעי הלב, ומעניק את פרס רנה ירום מאז 1995. הפרס משמש לנסיעה לכנס האירופי או העולמי של האיגוד. בכינוס שהתקיים בטכניון השתתפו חברי סגל וסטודנטים מכל הארץ. מזכיר האיגוד הוא פרופ’ יוני ליאור מאוניברסיטת תל אביב. חברי הסגל שהשתתפו בכנס מטעם הטכניון הם גזבר האיגוד פרופ’-משנה יצחק קהת (הפקולטה לרפואה), פרופ’ עופר בינה (רפואה), פרופ’ ליאור גפשטיין (רפואה), פרופ’ אמיר לנדסברג (דיקן הפקולטה להנדסה ביורפואית), פרופ’-משנה יעל יניב (הנדסה ביורפואית) ופרופ’-משנה נתנאל קורין (הנדסה ביורפואית).