קטגוריה: Uncategorized

מאמר חדש מבשר על שיפור משמעותי בכושר ההפרדה של טלסקופים. המחקר נערך על ידי הדוקטורנט גל גומפל בהנחיית ד”ר ארז ריבק מהפקולטה לפיזיקה בטכניון והתפרסם ב-Journal of the Optical Society of America B – כתב עת של החברה האופטית האמריקאית – בגיליון המוקדש לאסטרופוטוניקה.

כושר ההפרדה של טלסקופים, כלומר הרזולוציה שלהם – רמת החדות של התמונה המתקבלת בהם -מוגבל בין השאר על ידי הזווית הקטנה ביותר בין שני עצמים נצפים שבה הם עדיין נראים נפרדים (ולא כעצם אחד). כושר ההפרדה, מצדו, נקבע על ידי תופעת העקיפה: גלי האור מתפזרים סביב מכשולים הנקרים בדרכם – שולי מראת הטלסקופ במקרה זה – והאור חודר לאזור שבו אמור היה להיות צל. תופעה זו גורמת לכך שהעצם הנצפה (כוכב, למשל) לא ייראה לנו כנקודה חדה אלא כמערכת של טבעות, ושני עצמים קרובים ייראו לנו כשתי מערכות-טבעות העולות זו על זו. במילים אחרות, לא נוכל להבדיל בין שני העצמים.

שתי דרכים להפחתת העקיפה – כלומר לשיפור כושר ההפרדה – היא הקטנת אורך הגל (כמו במיקרוסקופיה) והגדלת קוטר המראה. מאחר שבאסטרונומיה אנו מתבססים על האור הטבעי שאינו בשליטתנו, לא נוכל להקטין את אורך הגל ולכן לא נותר אלא להגדיל את המראה, כלומר את מפתח הטלסקופ. ואכן, הטלסקופים העצומים הנבנים בעשורים האחרונים מספקים כושר הפרדה גבוה מאוד; אולם בטלסקופים בגודל בינוני, כגון אלה המשוגרים לחלל ולכן מוגבלים בגודלם מסיבות לוגיסטיות, בעיית ההפרדה עדיין משמעותית מאוד.

הניסוי שביצעו חוקרי הטכניון מבוסס על הגברת פוטונים (חלקיקי אור): כאשר פוטון המגיע מהחלל עובר את מפתח הטלסקופ הוא נכנסים למַגְבֵּר – תווך המכיל אטומים; פגיעת הפוטון באטום מאלצת את האטום לשחרר מספר רב של פוטונים זהים לפוטון המקורי. אלו נקראים פוטונים מאולצים, והם נעים באותו כיוון כמו הפוטון המקורי ,ובאותו אורך גל. גם פוטונים אלה כפופים לתופעת העקיפה, אולם מספרם הרב מאפשר לשחזר, על פי פגיעתם בגלאי ועל סמך חישובים מתמטיים וסטטיסטיים, את זווית המעבר של הפוטון המקורי (האסטרונומי) במפתח הטלסקופ. זאת בניגוד לצילום ישיר המתבסס על הפוטון המקורי בלבד (בהעדר מגבר). השיטה החדשנית מגבירה את כושר ההפרדה של הטלסקופ וזאת בלי להגדיל את קוטרו.

הרתיעה הקיימת משימוש בהגברת פוטונים נובעת מכך שהפליטה המאולצת מלוּוה גם בפליטה ספונטנית חזקה וקבועה המגבירה את הרעש במערכת ולכן מקטינה את כושר ההפרדה. לכן נקטו החוקרים בשיטה המודדת גם את הפליטה הספונטנית. בניסוי מעבדה הם הסתירו את אור ה”כוכב” לסרוגין, כך שבחלק מהזמן הם מדדו רק את הפליטה הספונטנית, וחלק אחר מהזמן שימש למדידה של שתי הפליטות, הספונטנית והמאולצת. תמונת הכוכב מתקבלת על ידי חיסור שתי המדידות וכך מנטרלת את הרעש ומשאירה רק את המידע הרלוונטי. זו הפעם הראשונה שבוצע ניסוי כזה באור לבן, שכן רוב מגברי הפוטונים (כמו אלו הקיימים בלייזרים) פועלים רק באורך גל (צבע) אחד.

החוקרים מציינים כי “אחד החסרונות האפשריים של השיטה המוצעת הוא אובדן הרגישות בתמונות המופקות, אולם זהו מחיר ראוי תמורת הקפיצה ברמת ההפרדה הזוויתית. יתר על כן, על אובדן הרגישות אפשר להתגבר חלקית באמצעות הגדלת זמני החשיפה, כלומר הארכת זמן התצפית.”

למאמר ב- Journal of the Optical Society of America B לחצו כאן

 

 

 

 

 

 

פמליית השגריר נפגשה עם נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, המשנה לנשיא למחקר פרופ’ קובי רובינשטיין וסגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים פרופ’ אלון וולף.

שגריר איחוד האמירויות מוחמד אל-חאג’ה, השלים תואר במדעי המדינה באוניברסיטת נורת’-איסטרן ותואר שני במינהל עסקים בווינה. בעשור האחרון שימש ראש לשכתו של שר החוץ של איחוד האמירויות. אל-חאג’ה, בן 41, הושבע לתפקידו הנוכחי בפברואר 2021.

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר בפגישתו עם השגריר: “הטכניון נמנה עם אוניברסיטאות מעטות בעולם שהשפיעו בצורה משמעותית על כלכלתה של מדינה שלמה ושינו את פניה. בזכות בוגרי הטכניון הוקמה בישראל תעשייה מפותחת ועתירת ידע. הסכמי אברהם עם איחוד האמירויות פתחו כר נרחב לשיתופי פעולה איזוריים. רפואה, בריאות ומדע הם נושאים המחברים בין אנשים ונשמח לשיתופי פעולה מחקריים ואקדמיים עם אוניברסיטאות באיחוד האמירויות.”

הביקור נפתח בסיור במרכז המבקרים בהובלת סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים פרופ’ אלון וולף, שהציג בפני השגריר את התגליות ואת פריצות הדרך המחקריות והטכנולוגיות של חוקרי הטכניון, בהן תגליותיהם של חתני פרס נובל מהטכניון ופיתוחים שהובילו להקמת חברות טכנולוגיות פורצות דרך. שתיים מהחברות האלה הן מזור רובוטיקה, שהוקמה על בסיס טכנולוגיה שפיתח פרופ’ משה שהם מהפקולטה להנדסת מכונות, ונובוקיור שהוקמה על בסיס טכנולוגיה של פרופ’ אמריטוס יורם פלטי מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט.

המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ’ רובינשטיין הציג לשגריר את המחקר המגוון ואת הצלחותיו הרבות של הטכניון במסחור טכנולוגיות. “בשנה החולפת לבדה הקים הטכניון 15 חברות סטארטאפ חדשות – זינוק עצום לעומת שנים קודמות.” בנוסף הוא הציג לשגריר את יוזמת מרכז החדשנות לרפואת העתיד – מיזם משותף של הפקולטות לרפואה ולהנדסה ביו-רפואית בטכניון בהובלת היחידה ללימודי חוץ בטכניון. “ייחודו של הטכניון בניסיון רב שנים בהכשרת רופאים ומהנדסים, הקונספט של הנדסה בשירות הרפואה יסייע רבות לקידום בריאות האדם.”

“אני חש כבוד רב בתפקידי כשגריר איחוד האמירויות ורואה את עצמי כשגריר של שלום ושיתוף פעולה,” אמר השגריר אל-חאג’ה. “עלינו לעבוד יחד כדי לשנות את התפישות ההדדיות של האנשים במזרח התיכון. הסכמי אברהם קירבו את כולנו והביאו אותנו לעבוד יחד, למען עתיד טוב יותר. הטכניון הוא מרכז מחקר מוערך ובעל מוניטין עולמי ונשמח מאוד לכל שיתוף פעולה מחקרי לרווחת תושבי האזור. נפעל יחד לקידום ולהצלחת שיתופי הפעולה המחקריים ולחילופי סטודנטים בין המדינות. מדע ומחקר משותפים יקרבו בין המדינות והאנשים.”

השגריר ציין כי במסגרת תפקידו הקודם כראש לשכת שר החוץ של איחוד האמירויות הערביות הוא עסק בחדשנות, ביזמות טכנולוגית ובמחקר ופיתוח. “הנושא קרוב לליבי ואשמח לקדם חדשנות ומחקר משותף בין הטכניון לארצנו, בעיקר בנושאי מים ומזון.”

המועצה להשכלה גבוהה (מל”ג) העניקה לטכניון הסמכה קבועה להעניק תואר ראשון (B.Sc) בהנדסת נתונים ומידע. בכך הופך הטכניון למוסד הראשון בישראל המקבל מהמל”ג הסמכה לתואר זה, לאחר חמש שנים של הכשרה בתחום והעמדת דור ראשון של בוגרים (תחת הסמכה זמנית) בשנה שעברה.

לדברי פרופ’ אביגדור גל, העומד בראש התוכנית, “הלימודים מכשירים סטודנטים לעבודה עם נתוני עתק (Big Data) לרבות איסופם, ניהולם, ניתוחם והצגתם למשתמש הקצה. במסגרת זאת הם רוכשים מיומנויות מתמטיות וחישוביות וכן כלים להבנת נתונים מסוגים שונים – נתונים סנסוריים ופיננסיים, תמונות, טקסט, וידאו וקול. אנו משפרים בהתמדה את התוכנית מתוך מבט לעתיד ורצון לאתגר את הסטודנטים ולהביא אותם לגבהים חדשים בעולם הנתונים. כבר בשלב מוקדם אנחנו מאפשרים להם להתנסות בעבודה מעשית בנתוני עתק.”

הבוגרים הראשונים במסלול נקלטו היטב בתעשייה – בחברות מובילות ובחברות הזנק – העתודאים הראשונים התגייסו ולוקחים חלק חשוב בהתפתחות תחום ה – Data Science בצה”ל (ובעתיד יצטרפו גם בוגרי תוכניות המצויינות “אלונים” ו”ברקת”) וחלקם ממשיכים לתארים מתקדמים.

בשנת 2009 העניק הטכניון לקרוון תואר דוקטור לשם כבוד, על “הישגיו החלוציים והצטיינותו בתחומי האמנות והפיסול הסביבתי – פעילות שהגבירה את המודעות לסביבה הטבעית והבנויה בקרב מיליוני אנשים ברחבי העולם, מתוך הערכה על תרומתו למוניטין של מדינת ישראל ביצירותיו המבטאות את הכמיהה לשלום, ומתוך הכרה בחשיבותה של האמנות ובתרומתה לקדמה המדעית והטכנולוגית”.

קרוון תכנן פרויקטים רבים ובהם כיכר הבימה בתל אביב. אנדרטת חטיבת הנגב, מיצירותיו החשובות ביותר, נבנתה בשנות ה-60 ופתחה לו שער לעולם הרחב. בעשורים שלאחר מכן הוא תכנן יצירות ומבנים רבים באירופה. בשנה 1977 הוא זכה בפרס ישראל בפיסול והשנה (2021) הוא קיבל את אות יקיר העיר תל אביב יפו.

בטקס קבלת התואר אמר קרוון כי “בין כל המדענים והמהנדסים בטכניון אני מרגיש קצת יוצא דופן, למרות שאת עבודותיי הראשונות עשיתי במלט ובטון ונעזרתי רבות בעצותיהם של אנשי הטכניון.”

יהי זכרו ברוך.

תמונות מטקס הענקת תואר דוקטור לשם כבוד מהטכניון, 2009 (צילום: שלמה שוהם):

חמישים ושתיים חברות טכנולוגיות מהמובילות במשק, ישתתפו השבוע ביריד התעסוקה הטכנולוגי של הטכניון. היריד יתקיים במתכונת וירטואלית באמצעות פלטפורמה חדשנית ותלת-ממדית. הפלטפורמה מדמה אולם כנסים ומאפשרת לסטודנטים ולבוגרים, ממש כמו ביריד רגיל, לשוטט בין 4 אולמות בהם פרוסים 52 הביתנים הווירטואליים, להכיר לעומק את החברות המשתתפות, להיפגש עם נציגי החברות, להגיש קורות חיים, להתראיין למשרות רלוונטיות ולשמוע הרצאות טכנולוגיות מרתקות באולם ההרצאות. זו הפעם הראשונה שהיריד מתקיים בשיתוף פעולה עם ארגון בוגרי הטכניון.

“מסורת ירידי התעסוקה שנערכת על ידינו פעמיים בשנה, היא נקודת ציון חשובה עבור הסטודנטים והבוגרים הצעירים שלנו לקראת הצעד הבא המשמעותי שלהם בעולם התעסוקה”, אמרה דיקנית הסטודנטים פרופ’ אילת פישמן. “אנו בלשכת דיקן הסטודנטים שמחים על הגידול בכמות החברות המשתתפות בהשוואה ליריד הווירטואלי שערכנו בחורף 2020. זו מגמה חיובית של התאוששות המשק לאחר משבר הקורונה ועלייה בהיצע המשרות בהייטק ובתעשייה”.

ביריד ישתתפו כאמור 52 חברות, ובהן התעשייה האווירית, apple,  אמזון, אינטל, ADASKY, טבע, אלביט, רפאל, חברת החשמל, IBM, HP, Tower Semicondactor, ישקר, Camtek, NVIDIA, WSC Sports Technologies ובלומברג.את היריד מארגנת היחידה להכוון קריירה ותעסוקה בלשכת דיקן הסטודנטים בהפקת חברת פרימיום.

לרשימת החברות המשתתפות לחצו כאן

פרס א.מ.ת. היוקרתי, בסך מיליון דולר, הוענק ביום חמישי האחרון לשמונה כלות וחתנים, שניים מהם חברי סגל בטכניון: האדריכלית ברכה חיוטין והאדריכל שמאי אסיף, שיקבלו את הפרס בתחום האדריכלות.

זו השנה ה-19 להענקת הפרס, הניתן בחסות משרד ראש הממשלה. פרס א.מ.ת. (אמנות, מדע, תרבות), המכונה “הנובל הישראלי”, מוענק בכל שנה על הישגים אקדמיים או מקצועיים יוצאי דופן שיש בהם תרומה מיוחדת לחברה והשפעתם מרחיקת לכת. בראש ועדת הפרס עומד שופט בית המשפט העליון בדימוס יעקב טירקל.

אדר’ שמאי אסיף השלים תואר ראשון בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון ותואר שני בארכיטקטורה ועיצוב עירוני באוניברסיטת הרווארד, והוא ממובילי יוזמת “ישראל 100 — תכנון מרחבי אסטרטגי לישראל בשנת 2048“. משרד האדריכלים שהקים בשנות ה-90 היה מעורב בין השאר בתוכנית המתאר לבאר שבע, בתוכנית המתאר למכבים-רעות ובפיתוח האדריכלי והנופי של כביש חוצה ישראל. הוא היה מהנדס העיר תל אביב־יפו ועמד בראש צוות התכנון של תוכנית המתאר הארצית תמ”א 35. ב-2010 עזב את תפקידו כראש מינהל התכנון במשרד הפנים והתמנה לפרופסור אורח בטכניון וכיום הוא חבר סגל בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים וראש המרכז לחקר העיר והאזור בטכניון.

אדר’ ברכה חיוטין, בוגרת הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון, ייסדה עם בעלה ד”ר אדר’ מיכאל חיוטין ז”ל את משרד חיוטין אדריכלים, מהבולטים באדריכלות הישראלית בעשורים האחרונים. אדר’ חיוטין התמקדה בבנייה ציבורית והייתה אחראית לכמה מהמבנים הבולטים בנוף העירוני הישראלי ובהם אקדמיית פולונסקי שבמכון ון ליר, בית המשפט בחיפה ומוזאון הסובלנות בירושלים. היא זכתה בפרסים רבים ובהם אות מפעל חיים מטעם התאחדות האדריכלים ובוני ערים בישראל, אות העיצוב להיכל המשפט בחיפה ופרס אגודת האדריכלים. היא זכתה שלוש פעמים בפרס רכטר לאדריכלות. היא שימשה יועצת לתוכנית אב לטכניון ושופטת בתחרות עיצוב שער הכניסה לטכניון. לאחרונה, אושר מינוייה כפרופ’ אורח בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון והיא הצטרפה לסגל הפקולטה.

ד”ר דבי יבלונסקי והדוקטורנטית אינאס חלומה מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט פענחו מנגנון מרכזי בבקרת מערכת החיסון, המונע ממנה “להשתולל” בעקבות התראות שווא. המחקר התפרסם ב-Journal of Immunology ומערכת כתב העת העניקה לו המלצת קריאה מיוחדת (top read).

מחברות המחקר, ד”ר דבי יבלונסקי והדוקטורנטית אינאס חלומה, התמקדו בתפקידו של החלבון Gads בבקרת פעילותם של תאי T החיוניים למערכת החיסון. הממצא העיקרי שלהן הוא שחלבון זה מהווה מעין שער המונע ממערכת החיסון ליזום מתקפה מיותרת.

תאי T הם “החיילים של מערכת החיסון”. כאשר הגוף מותקף בזיהום, בהתפתחות סרטנית וכיו”ב, תאים אלה עוברים התרבות מהירה, תוקפים את הגורם הפולש ואף מגייסים מולקולות אחרות בגוף כדי שיסייעו להם בתקיפתו.

תפקודם של תאי T עלול להשתבש בשתי דרכים עיקריות: תת-פעילות, הגורמת לכך שהגוף לא יתקוף את הגורם הפולש וכך לא ימנע התפתחות של מחלה; ופעילות יתר, העלולה להוביל לתגובת שרשרת המזיקה לגוף, למשל ביצירת מחלה אוטו-אימונית או סערת ציטוקינים – מונח שעלה לכותרות במגפת הקורונה.

החוקרות גילו כי חלבון בשם Gads יכול למנוע התנעה של תגובת שרשרת כזו. במובן זה הוא משמש שער סגור המונע פעילות חיסונית כל עוד התאים לא הופעלו. החוקרות גילו עוד כי עם הפעלת התאים על ידי גורם פולש – נגיף, גידול סרטני וכיוצא בזה – החלבון Gads עובר “תיוג” על ידי הוספת קבוצה כימית מסוימת. התיוג האמור מתרחשת רק כאשר שני חלבונים אחרים (LAT ו-SLP-76) נקשרים לGads- בעת ובעונה אחת לכדי קומפלקס רב-מולקולרי. היקשרות כזאת פותחת את השער ומתניעה מתקפה של תאי T על הפולש. אם רק אחד משני החלבונים האמורים נקשר ל-Gads, המתקפה לא תצא לדרך.

לדברי ד”ר יבלונסקי, “במחקר הנוכחי גילינו את אותו מנגנון שהתפתח במהלך האבולוציה כדי למנוע התראות שווא, כלומר מצב שבו המערכת החיסונית נכנסת לסחרור מסוכן העלול להזיק לאורגניזם עצמו ביצירת דלקות והפרעות אחרות.”

המאמר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF), קרן קולק, מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון, קרן פולקסוואגן ו-BSF (הקרן הדו-לאומית למדע ארצות הברית-ישראל).

על החוקרות:

ד”ר דבי יבלונסקי היא חברת סגל (סגל פרה-קליני) בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט וחברה במכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (RBNI) בטכניון. היא נולדה בארצות הברית והשלימה תואר ראשון ושלישי באוניברסיטה העברית ופוסט-דוקטורט ב-UCSF.

אינאס חלומה גדלה בכפר מנדא, השלימה תואר ראשון באוניברסיטת בן גוריון והמשיכה לתואר שני בטכניון בהנחיית ד”ר יבלונסקי, המנחה אותה גם בדוקטורט.

למאמר בכתב העת המדעי Journal of Immunology לחצו כאן

אחד מעמודי התווך המשמעותיים בפעילות זו הוא משרד תומך למידה, שבראשו עומד בן פיליארסקי שיסיים בקרוב את תפקידו. בן, עתודאי בן 22 בתכנית המצטיינים “אלונים” להנדסת נתונים ומידע, החל לאחרונה את התואר השני ונמצא באגודה למעלה משנתיים. במסגרת תפקידו יזם בן והוביל יחד עם הרכזים פרויקטים רבים שמטרתם להקל על הסטודנטים בפן האקדמי. יוזמות אלה כוללות בין היתר תכנון, עיצוב ופיקוח על השיפוצים במספר מתחמי למידה בקמפוס וכן שיבוץ משגיחים לשמירה על ההנחיות במתחמים שפעלו במהלך הקורונה.

אחד מתחומי האחריות הנרחבים ביותר של המשרד הוא מערך הפק”לים והחונכויות, שנועד לספק לסטודנטים תמיכה וחיזוק במגוון קורסים. בעת התפרצות המגפה הוביל בן, עם רכזי המשרד, את ההיערכות המחודשת. לדבריו, “תוך שבועות ספורים העברנו את הפק”לים לזום ורכשנו אמצעים טכנולוגיים למדריכים. גם בחונכויות היה שינוי גדול – בניגוד לשיטת ‘כל הקודם זוכה’ שהייתה נהוגה בעבר הרצנו פיילוט הרשמה ושיבוץ זמנים מראש וזכינו לפידבקים חיוביים.”

הפרויקט המשמעותי ביותר של המשרד בימים אלו הוא חנות החוברות הדיגיטלית. כיום, סטודנט המעוניין בחוברת תרגילי עזר, ספר לימוד או מבחני עבר עם פתרונות ייאלץ לרכוש אותם פיזית מתוך מאגר עצום של חומרים מודפסים. לדברי בן, המצב הנוכחי “מזיק לסביבה ופשוט לא יעיל. אין סיבה להדפיס מסות של חומרי לימוד ללא אינדיקציה אמיתית לדרישה, בעיקר נוכח העובדה שהחומרים מתעדכנים כל הזמן לפי הקורסים בפקולטות השונות.” בחנות הדיגיטלית החדשה יוכלו הסטודנטים להזמין חומרי לימוד שיודפסו לפי דרישה ובהמשך אף לרכוש חומרים מקוונים ואינטראקטיביים.

בן אומנם מסיים את תפקידו בקרוב אך חשוב לו שהתהליכים שהיה מעורב בהם יימשכו. “שמנו לב שלמרות מגוון אפשרויות החיזוק שמציע המשרד, חלק מהסטודנטים זקוקים לעזרה נוספת בדמות מורים פרטיים. על סמך הפוסטים ברשתות החברתיות וניסיוננו האישי זיהינו את הקושי באיתור אותם מורים, שהרבה פעמים הם סטודנטים בעצמם. לכן אנחנו עובדים בימים אלה על ממשק שיתווך בין הסטודנטים המחפשים לסטודנטים המלמדים ויחסוך את זמן החיפוש המייגע.”

בנוסף לפרויקטים המבורכים בתחום התמיכה האקדמית פעלה אס”ט בשנת הקורונה במגוון מישורים נוספים: פתרונות סיוע לסטודנטים נזקקים ומבודדים, פרויקט מל”ך שבו חולקו מחשבים לסטודנטים וליותר מ-100 משפחות קשות יום בחיפה, שדרוג מערכי הכביסה והאינטרנט במעונות, אירועי תוכן מקוונים והתנדבויות שונות בעיר חיפה. אס”ט מזמינה כל סטודנט וסטודנטית להיכנס לאתר האגודה, להיחשף לתפקידים הפנויים ולהצטרף למשפחה.

חוקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון פיתחו מערכת ביולוגית חישובית המזהה תבניות כימיות באמצעות אוכלוסיות של חיידקים חיים שמתקשרים ביניהם. את הפיתוח שהתפרסם אתמול בכתב העת Nature Communication הובילו ד”ר ראמז דניאל והפוסט-דוקטורנטית ד”ר לי שימינג.

במהלך האבולוציה התפתחו מערכות ביולוגיות רב-תאיות (Multi cellular systems) המסוגלות לבצע פעולות מורכבות ובהן תהליכים חישוביים שונים כגון ניטור, עיבוד אותות וקבלת החלטות. במערכת החיסון של יונקים, לדוגמה, פלישה של חיידקים ונגיפים מפעילה סדרת פעולות בתאים שונים וכך מכניסה את הגוף למגננה מול הפולשים. מנגנונים אלה מבוססים על פעולה של ציבור תאים גדול ועל תקשורת בין תאים אלה.

מערכות ביולוגיות טבעיות כגון המוח מתפתחות במשך מיליוני שנים מתוך הסתגלות אבולוציונית ממושכת, והן ממלאות משימות מורכבות באמצעות תיאום בין-תאי; רוב המערכות הביולוגיות הסינתטיות, לעומת זאת, מתוכננות ונבנות באופן מושכל על ידי מהנדסים, מתוך כוונה שהן ימלאו משימות ספציפיות מוגדרות על סמך עקרונות חישוביים. בעשורים האחרונים חלה פריחה בפיתוח מערכות אלקטרוניות המבצעות פעולות מורכבות בהצלחה מרשימה. אלה הן רשתות נוירונים רבודות – מערכות מלאכותיות השואבות השראה מהביולוגיה (המוח האנושי) ומבצעות פעולות שונות ובהן זיהוי תבניות.

במחקר הנוכחי עשו החוקרים את הדרך ההפוכה: יצירת מערכת ביולוגית השואבת השראה מאותן רשתות נוירונים. מאמרם של חוקרי הטכניון ב– Nature Communicationמתאר טכנולוגיה לזיהוי תבניות המבוססת על חישוב באמצעות מושבת חיידקים. החיידקים במערכת שנבנתה בטכניון הם חיידקי E. coli שקובעו בתוך ‘בארות’ על התקן מוצק. הכנסת מידע כימי (קלט) בצד אחד של ההתקן מעוררת תגובת שרשרת ביוכימית בין החיידקים, המובילה להפקת מידע אופטי (פלט) בצדו האחר של ההתקן.

לדברי ד”ר דניאל, “מה שכל כך יפה כאן הוא שיש כאן עבודה משותפת, או בשפה המקצועית collective analog. הרעיון הוא שקהילת החיידקים מורכבת מפרטים פשוטים ומוגבלים, אבל פעילותה המשותפת – מנגנון ביולוגי ידוע בשם quorum sensing – מאפשרת לה לבצע פעולות חישוביות מורכבות. כך פועל המוח וכך פועלות רשתות נוירונים מלאכותיות: באינטראקציה בין-תאית; החידוש שלנו הוא בכך שהצלחנו להדגים מערכת ביולוגית מלאכותית המספקת ביצועים מרשימים על סמך אותו קונספט. כך, למעשה, היחד הוא הכוח.”

המחברת הראשית של המאמר היא הפוסט-דוקטורנטית ד”ר לי שימינג, שהגיעה לטכניון אחרי תואר שלישי במדעי המוח באוניברסיטת אוהיו. “כששמעתי על המעבדה של ראמז הבנתי שזאת הזדמנות לעשות ‘טוויסט’ למערכות ביולוגיות מלאכותיות המבצעות חישובים. כך הגעתי לטכניון לפני שלוש שנים, והדרך מאז הייתה קשה ומאתגרת – ניסויים מורכבים מאוד והמון כשלונות. עשינו ניסיונות בחומרים שונים, בדקנו את השפעתם על החיידקים, בנינו לולאת משוב כדי לשפר את המערכת, בנינו אלגוריתם שיאפשר לנו להסיק מתוך הפלט מסקנות על הקלט, ובסופו של דבר הצלחנו וזה מרגש מאוד.”

לדברי ד”ר דניאל, “הדגמנו כאן בהצלחה מודל ביולוגי המבוסס על תכן של רשתות נוירונים. הדגמנו את המודל הזה במטלה ספציפית – זיהוי תבניות כימיות – אבל הוא יכול להיות בסיס למגוון רחב של יישומים כגון ניטור רעלים במים ובמזון, אבחון רפואי (למשל זיהוי תאי סרטן), שיקום רקמות ופיתוח מחשבים ביולוגיים. מרתק לראות איך התחום של ביולוגיה סינתטית, שאחת ממטרותיו היא תכנון מערכות ביולוגיות בהשראת ההנדסה, מקבל כאן כיוון נוסף – תכן שמגיע ממערכות נוירוניות.

החוקרים מודים לפרופ’ נתנאל קורין על הסיוע במחקר.

למאמר בכתב העת המדעי Nature Communications לחצו כאן

יוסף זינאתי קיבל השבוע תואר דוקטור מהטכניון על מחקר סופרנובות בהנחיית פרופ’ חגי פרץ. בטקס שהתקיים בקמפוס הטכניון הוא צפה ממקום מושבו באוניברסיטת ג’ונס הופקינס, שם הוא שוהה ללימודי הפוסט-דוקטורט.

זינאתי, 37, גדל במשפחה דרוזית בכפר אבו-סנאן הסמוך לעכו. לאחר שהתייתם מאביו בגיל 11 החל לעבוד, במקביל ללימודיו, כדי לסייע בפרנסת המשפחה.

כל זה לא הפריע לו להיות תלמיד מצטיין ולהתקבל לעתודה. את התואר הראשון – בגאו-אינפורמציה ופיזיקה – הוא השלים בטכניון ובאוניברסיטת ת”א במסגרת העתודה והשירות הצבאי. במהלך שירותו הוא השלים (בהצטיינות יתרה) תואר שני באוניברסיטת ת״א וזכה בפרס מפקד חיל האוויר ובפרסים נוספים מגופים שונים במשרד הביטחון ובתעשייה האווירית.

“הציעו לי להישאר בצבא, לקבל קידום לדרגת סא”ל ולהשלים דוקטורט בפיזיקה על חשבון הצבא. היו גם הצעות בעולם ההייטק ובתעשיות הביטחוניות, אבל בחרתי בלימודים במסגרת האזרחות. בשירות הצבאי פגשתי אנשים שהשפיעו עלי לטובה אך החלטתי לצאת לדרך שחלמתי עליה. כך חזרתי הביתה, לטכניון, הפעם כדוקטורנט”.

זינאתי הוא הדרוזי הראשון שהשלים תואר דוקטור בפיזיקה בטכניון והוא מייחל לצעירים נוספים מהמגזר הדרוזי והערבי שישתלבו במחקר בטכניון בכל תחום מדעי-הנדסי. “מחקר הדוקטורט שלי עסק בחקר הפיזיקה והמקור של  סופרנובות מפיצוצים תרמו-גרעיניים של ננסים לבנים, שמייצרות חלק ניכר מהיסודות ביקום (מלבד מימן והליום). בנוסף הן מהוות כלי תצפיתי יעיל למדידת תכונותיו היסודיות של היקום ושל אופן התפשטותו ולכן מעסיקות חוקרים רבים המנסים להבין בין השאר כיצד הן נוצרו.”

“קבוצת המחקר הקטנה שלנו בפקולטה לפיזיקה אינה נופלת בהישגיה מקבוצות גדולות בעולם העוסקות בתחום הזה,” סיפר זינאתי. “המנחה שלי בלימודי הדוקטורט, פרופ׳ חגי פרץ, זכה במענק המחקר היוקרתי ERC. הדוקטורט היה אתגר גדול, מסע אל הלא נודע. ללא המשפחה שלי, וגם ה’משפחה’ בפקולטה – משתלמים וחברי סגל יוצאי דופן ובמיוחד קבוצת המחקר של פרופ’ פרץ – לא הייתי מגשים את החלום הזה. חשוב לי לציין גם את הפתיחות של פרופ׳ פרץ לשיתופי פעולה שלי עם מדענים אחרים ממקומות שונים בזמן הדוקטורט, פתיחות שאינה ברורה מאליה. ההישגים שלנו מוכיחים כמה הפתיחות הזאת הייתה חשובה.”

לדברי פרופ’ פרץ, “יוסף הוא סטודנט מיוחד שהתגבר על  קשיים רבים וגדולים שבהם הוא נתקל בדרך. הוא התגבר על כולם וסיים דוקטורט מרשים באחד מהנושאים המורכבים ביותר במחקר האסטרופיזיקלי בן ימינו – שאלות מהותיות לגבי מקורן של הסופרנובות המייצרות חלק ניכר מהחומרים המרכיבים את היקום, את כדור הארץ ואותנו בני האדם. אחד הדברים המייחדים אותו ביותר הוא האש הפנימית והאש שיש לו בעיניים. יש סטודנטים מעטים עם כזאת מוטיבציה וכזאת סקרנות למחקר ועם חריצות כמו אלו שיש ליוסף. הוא הרוויח בכבוד את כל הישגיו ובהתאם לכך גם זכה במלגות יוקרתיות בדוקטורט וכעת גם לפוסט-דוקטורט באחת האוניברסיטאות המובילות בעולם, ג’ונס הופקינס.”

ד”ר זינאתי חתום על 10 מאמרים במסגרת הדוקטורט, בחלקם כמחבר ראשי, אחד מהם יתפרסם בכתב העת היוקרתי Physics Review Letter. חמישה מהמאמרים עוסקים בשלהי חייהם של כוכבים לא כבדים – כוכבים שמסתם ההתחלתית פחותה מ-8 מסות שמש. לדבריו, “כוכבים אלה אמורים לסיים את חייהם כסופרנובה מסוג Ia, המתוארת על ידי מנגנון פיצוץ של בריחה תרמו-גרעינית (thermonuclear runaway supernovae). בתהליך זה מתלקח הכוכב במהירות ונוצרות אנרגיה עצומה מאוד וכמות רבה של ניקל 56 (NI56). הדעיכה הרדיואקטיבית של ניקל היא הסיבה לבהירות הרבה של הכוכב המתפוצץ.”

במחקר נוסף פיתח זינאתי מודל שהציע פרופ’ בראיין מצגר מאוניברסיטת קולומביה ניו-יורק. “לקחנו את המודל הזה, שמתאר כ-50% מהסופרנובות, והפכנו אותו למודל פיזיקלי רחב יותר הכולל פחות הנחות.” המודל המעודכן מורכב ממערכת בינארית המכילה כוכב ניוטרונים וננס לבן. “כאשר הננס הלבן מתפרק בגלל כוחות הגאות בינו לבין כוכב הניוטרונים נוצר טורוס (טבעת) מסביב לכוכב הניוטרונים. תוך זמן קצר – עשרות שניות עד 200 שניות לכל היותר – מתרחשת שורה של תהליכים פיזיקליים המביאים ליצירת גז הלם על-קולי, שהוא הפיצוץ. במאמרים שלנו אנחנו מסבירים באילו מקרים יתרחש תהליך זה ומה עוצמת הפיצוץ בסיטואציות שונות.”

במאמר אחר, שהוא מקווה שיתקבל בקרוב, לכתב עת יוקרתי, מוצג מודל של שני ננסים לבנים המתמזגים יחד ויוצרים פיצוץ כאשר המסה הסופית שלהם עוברת גבול נתון (גבול מסת צ’נדראסיקר). במאמר מוצגת סימולציה של התמזגות שני ננסים לבנים בעלי מסות שונות. זאת באמצעות תוכנה המדמה אבולוציה של כוכבים.

זינאתי קיבל לא מעט הצעות לפוסט-דוקטורט ובסוף בחר כאמור באוניברסיטת ג’ונס הופקינס, שם הוא חוקר היווצרות אלמנטים כבדים (r-process) ממיזוג של שני כוכבים נויטורנים וחורים שחורים. לשמחתו הוא זכה בשני פרסים התומכים בו בפוסט דוקטורט – פרס-מלגה של האוניברסיטה (JHU postdoc fellow) ופרס של ות”ת (הוועדה לתכנון ולתקצוב) לפוסט-דוקטורנטים מהמגזרים הלא יהודיים.

לפני כשבוע אישר ה-FDA האמריקאי את השימוש בחיסון הקורונה של פייזר לילדים בני 15-12. בעקבות זאת פירסמו החוקרים ממצאים ממחקר שנערך בתחילת החודש בישראל. על פי המחקר, רוב ההורים מתכוונים לחסן את ילדיהם ורק 6.3% כבר החליטו שלא יעשו זאת. את המחקר ערכו קבוצת תקשורת המדע בהובלת פרופ’ אילת ברעם-צברי מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון, עמותת מדעת וד”ר ערגה אטד מהמרכז הבינתחומי בהרצליה.

במחקר נשאלו 1,118 הורים דוברי עברית לילדים בגילאי 15-12 האם בכוונתם לחסן את ילדיהם נגד קורונה כשהחיסון יאושר בישראל ויהיה זמין. מרבית ההורים (57.6% מההורים) ציינו שברצונם לחסן את ילדיהם, כשליש עוד לא החליט ורק 6.3% החליטו מראש שלא לחסן.

כ-450 הורים נשאלו על השיקולים המעודדים אותם לחסן, ואלה השיקולים שצוינו בסדר יורד: חשש שהילדים יחלו בקורונה, רצון לקבל תו ירוק, ואחריות חברתית. יש לציין שבעוד שהורים רבים רוצים תו ירוק עבור ילדיהם, רוב גדול (95%) הביע התנגדות לרעיון של הדבקה מכוונת כדי להשיג מטרה זו.

“רוב גדול מאוד מקרב ההורים שהשיבו לסקר מעוניינים לחסן את ילדיהם נגד קורונה,” אומרת פרופ’ אילת ברעם-צברי מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון. “להורים שמתכננים לחסן, וחשובות להם האחריות החברתית וקבלת התו הירוק, יש שיקולים אחרים מאלה של הורים שמהססים יותר ומוטרדים משאלות של אמון. חשוב שמקבלי ההחלטות ישימו לב להבדלים האלה.”

“על מקבלי ההחלטות ומשרד הבריאות להעביר להורים את המידע אודות החיסון, תוך שקיפות מלאה”, כפי שראינו במחקר, שאלת האמון בממסד הרפואי והמדעי כמו גם בחברות המפתחות את החיסון הוא מהותי בשיקול של הורים האם לחסן את ילדיהם”, אומרת ד”ר ערגה אטד, מהמרכז הבינתחומי בהרצליה.

“מרבית ההורים מבקשים מידע אמין בנושאי בריאות, וההחלטות שלהם מתקבלות בהתאם לכך. חשוב לחזק את הגורמים המעודדים חיסונים, וכן לענות בצורה רצינית וכנה לדאגותיהם של הורים אשר מהססים לחסן את ילדיהם, במיוחד בתקופה המיוחדת בה אנו נמצאים”, מסר  ד”ר איתמר נצר המוביל את המחקר מטעם עמותת “מדעת”.

המחקר יימשך במהלך מבצע החיסונים לילדים.

קרדיט לתמונה בשער: כפיר זיו

סודה לשתייה, המוצר הפשוט המוכר לנו מכל מרכול, עשוי לחולל מהפכה בטיפול בסרטן השד. כך אומרים חוקרים בטכניון המסבירים כי חומר זה משנה את החומציות של הגידול הסרטני וכך מגביר את יעילותו של הטיפול הכימותרפי.

מי שעומדת מאחורי המחקר המסקרן הזה היא חנאן אבומנהל, ילידת אום אל פאחם, הנשואה לרופא ילדים ואמא לשניים, שקיבלה השבוע את תואר הדוקטור שלה מהטכניון והפכה לד”ר אבומנהל. היא הגיעה למחקר הדוקטורט בטכניון אחרי שסיימה תואר ראשון ושני בתוכניות המצוינות “מדעי התרופה” בפקולטה לרוקחות באוניברסיטה העברית. במסגרת מחקר המאסטר היא חקרה הובלת חלבונים בעזרת ננוטכנולוגיה דרך העור. בתום לימודי התואר השני היא עברה לצפון ונרשמה ללימודי הדוקטורט בטכניון.

“בתואר הראשון הבנתי שלא מעניין אותי רק למצוא את המולקולה שתרפא את המחלה אלא למצוא את הדרך להוביל את המולקולה בצורה האפקטיבית ביותר לאתר המטרה. כשעברתי לצפון חיפשתי מעבדה בטכניון שמתמחה בננוטכנולוגיה והובלת תרופות. ככה הגעתי לפרופ’ אבי שרודר מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון וממכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון (RBNI). במעבדה שלו נחשפתי לידע חדש וזכיתי לחוויית מחקר מוצלחת ששמחתי לקום בשבילה בבוקר.” בתקופה זו זכתה אבומנהל במלגת הברונית אריאן דה רוטשילד ללימודי דוקטורט – מלגה יוקרתית של קרן אדמונד דה־רוטשילד שנועדה לתמוך בתלמידות דוקטורט מצטיינות בראשית דרכן ולאפשר להן להתפנות לעבודת המחקר.

חדשנותו של מחקר הדוקטורט שלה אינה מצטמצמת לשימוש המקורי בסודה לשתייה אלא כוללת הסתכלות כוללת יותר על הגידול הסרטני ויותר מכך – על סביבתו. “מחקרים רבים מראים ומדגישים את חשיבותה של סביבת הגידול בתמיכה בתאי הסרטן וביכולתם של התאים לחדור לרקמות סמוכות ולשלוח גרורות לשאר איברי הגוף. בנוסף, שינויים סביבתיים ברקמת הגידול הסרטני עשויים להשפיע על תגובת התאים לטיפולים ולעודד התפתחות עמידות לטיפול האנטי-סרטני. לכן חשוב לפתח טיפול סינרגטי שמשנה את המאזן הסביבתי כולו וכך ‘חונק’ את הגידול.”

במחקר האמור התמקדה אבומנהל בגירסה אגרסיבית במיוחד של סרטן השד – גירסה שנוצרת משילוב של מוטציות ולכן עמידה יחסית לטיפולים הקיימים. חוקרי הטכניון פיתחו חלקיקים ננומטריים המכילים סודה לשתייה (Sodium bicarbonate) אשר התבייתו על הגידולים הסרטניים. באופן זה הם שינו את החומציות של הרקמה וכך הגדילו את חדירותה לתרופות כימותרפיות.

אובמנהל מסבירה כי תאי סרטן מאופיינים בסביבה חומצית יותר מזו השוררת בשאר רקמות הגוף. חומציות זו נוצרת עקב שינויים מטבוליים הקשורים למסלולי יצירת האנרגיה בתאי הסרטן. “גם בתאים בריאים מתרחשת הגברת חומציות כשהם נדרשים לייצור מהיר של אנרגיה, אבל בתאי סרטן זה המסלול הדומיננטי ליצירת אנרגיה בתא; החומציות הופכת את תאי הסרטן לאגרסיביים יותר וגרורתיים יותר. החדרת סודה לשתייה בשיטה שפיתחנו תאפשר לצמצם את מינון התרופה וכך להפחית את תופעות הלוואי.”

המחקר הוכיח שהטיפול האמור, הפוגע בסביבת הגידול, מעצים את הפעילות האנטי-סרטנית של תרופות כימותרפיות. המחקר מראה גם כי טיפול משולב, התוקף כמה מרכיבים בעת ובעונה אחת ומחליש את סביבת הגידול, עשוי לשפר את הטיפול במחלה.