עמוד הבית / מחקר שיתופי
מחקר שיתופי, לאן?
המועצה סימנה מספר כווני מחקר מרכזיים לפיתוח בשנים הקרובות, בהסתמך, בין היתר, על עבודה משותפת שנעשתה על ידי שש מפקולטות הטכניון בקיץ 2021.
שנת 2023 תתאפיין בהגדרה מחודשת של כווני הפיתוח ובניית מפה עתידית של תחומי הפיתוח הנבחרים וקשרי הגומלין ביניהם. הצעות לכווני פיתוח יכולים להגיע מכל גורם ובכללם חוקרים, יחידות אקדמיות, מרכזי מחקר, יחידות תשתית - כל אחת ואחד מוזמנים להציע כיווני פיתוח ולהציג אותם בפני המועצה. ההצעות תועלנה לדיון במועצה מתוך כוונה להשלים מפת פיתוח עד תום השנה האקדמית.
השלב הראשון בפיתוח כוון מחקר משותף מוצע (תמה מחקרית) הינו זיהוי וגיבוש של קהילת החוקרים ובכלל זה, זיהוי חוקרים שמוכנים ליטול על עצמם את הובלת התמה.
עד כה, המועצה התמקדה בפיתוח כווני המחקר הבאים:
הזדקנות בריאה
לעלייה בתוחלת החיים במאה השנים האחרונות מתלווים אתגרים עצומים של שימור ושיפור איכות החיים באוכלוסייה בגיל השלישי ובכלל זה התמודדות עם האתגרים הבריאותיים האופייניים לתקופת חיים זו. לטכניון יש פוטנציאל לתרום רבות בהיבטים אלה – החל ממחקר בסיסי של מנגנוני הזדקנות ומחלות אופייניות לקבוצת גיל זו, עבור בפיתוח טיפולים, אמצעי עזר ותזונה מתאימה, וכלה בעיצוב סביבות מותאמות. קבוצת חוקרים ובראשם שי שן-אור, נגה רון הראל ואורי לסמס יזמה הקמת מרכז טכניוני להזדקנות בריאה ומובילה את הקמתו. מפגש גרעון (nucleation) נערך ביוני 2022, בהשתתפות כ-40 חברי סגל ממגוון רחב של פקולטות הוביל להגדרות שש תמות מרכזיות ותחומי פעילות נוספים שמקודמות בימים אלו.
AI ורפואה
למידת מכונה ו"אינטליגנציה מלאכותית" (AI) מתפתחים בקצב מסחרר, ובכלל זה במדעי החיים ברפואה, תוך הסתמכות על נתוני עתק שנאספו ונאספים בזירות מחקריות וקלינית.
במהלך שנת 2022 אוגדו מספר מיזמים שונים תחת ענף אחד (Tech.AI.BioMed) - ב הTech.AI, הגוף שמרכז את כלל הפעילויות בתחום למידת המכונה ו AI בטכניון.
TERA -Rambam Initiative in Medical AI
מיזם זה הושק במרץ 2022 כיוזמה משותפת בין הטכניון לרמב"ם - הקריה הרפואית לבריאות האדם ומטרתו שילוב מומחיות קלינית, מדע בסיסי והנדסה במלחמה במחלות אנושיות באמצעות מערכי נתונים רפואיים גדולים וגישות חדישות בלמידת מכונה ואינטליגנציה מלאכותית. המשימה של TERA היא ליזום, לתמוך ולקדם פעילות מחקרית וחינוכית בשני המוסדות בתחום הבינה המלאכותית הרפואית.
בשנת 2022 תמכה TERA בארבעה פרויקטי מחקר משותפים לחוקרות וחוקרים, רופאות ורופאים, השתתפות פעילה של תלמידות ותלמידי מחקר, מאמרים, מענקים, סדרת סמינרים, datathon רב משתתפות ומשתתפים, הקמת גרעין של כוח אדם מקצועי, הקמת מתחם פיזי בתוך בית החולים הקריה האקדמית רמב"ם, ושגרות לגישור פערים בין מוסד אקדמי ורפואי בהיבטים רגולטוריים.
בפתחה של השנה השנייה מיזם TERA הכריז כי יתמוך בארבעה פרויקטים חדשים שנבחרו מתוך הצעות רבות שהוגשו במענה לקול קורא שהפיץ.
מידע נוסף על הפעילויות של TERA ניתן למצוא באתר המיזם
מכון זימין
מכון זימין לפתרונות בינה מלאכותית בבריאות הושק ביוני 2022 כיוזמה משותפת של קרן זימין והטכניון. המשימה של מכון זה היא שיפור שירותי הבריאות באמצעות פיתוח ויישום של טכנולוגיות למידת מכונה ובינה מלאכותית -מפיתוח שיטות גילוי ואבחון מדויקים יותר ועד לשינוי שגרות קליניות בבתי חולים, ברפואת הקהילה ובטיפול ביתי.
מידע ניתן למצוא באתר המכון.
שיתופי פעולה עם מוסדות אקדמיים ותעשיה
הטכניון מפתח ומטפח שיתופי פעולה בתחום למידת מכונה, אינטליגנציה מלאכותית, רפואה ומדעי החיים עם מוסדות אקדמיים וגופי תעשיה:
- Cincinnati Children’s Hospital Medical Center
- Technion-Pfizer Alliance in PharmaAI
- T-CAIREM (אוניברסיטת טורונטו)
מידע נוסף ניתן למצוא באתר Tech.AI.BioMed
למידה טבעית ומלאכותית
למידה ואינטליגנציה הן תופעות הקשורות באופן מסורתי לאורגניזמים מתקדמים ומיוחסות למערכות ביולוגיות מיוחדות (המוח, למשל). עם זאת, ניתן לזהות צורות למידה בסיסיות במערכות ביולוגיות רבות אחרות כגון מערכת החיסון, בגידולים סרטניים, ואפילו ב"אורגניזמים קולקטיביים" כגון מושבות נמלים ודבורים. בשנים האחרונות חלה התפתחות מדהימה במערכות לומדות ידי אדם, שחלה במידה רבה בהשראת מושגים מתחום הפסיכולוגיה ומתובנות על למידה במערכות ביולוגיות. ולאחרונה, התובנות שהושגו במהלך פיתוח מערכות מלאכותיות מוצאות את דרכן חזרה לחקר הלמידה במערכות טבעיות. השפעות הדדיות אלו הופכות לתחום מחקר עשיר שמתפתח במהירות. יתרונות הטכניון בתחום הבינה מלאכותית ולמידת מכונה מחד ובמחקר מתקדם בתחומי הנוירוביולוגיה, נוירופיזיולוגיה, תורת הרשתות, ממשקי מכונות מוח, דימות, רובוטיקה, מערכות אוטונומיות, מדעי ההתנהגות ומדעי ההחלטות מאידך, הובילו את המועצה למסקנה כי הקמת קבוצה של חוקרים בממשק המתהווה בין למידת מכונה ולמידה טבעית יכולה לייצר בטכניון תחום מחקר חזק וייחודי. בהתאם, היוזמה, בשיתוף הפקולטות לרפואה וביולוגיה ובתמיכת חברי סגל מפקולטות נוספות פעלה לגיוס שני חוקרים צעירים ומבטיחים – דר' הדס בניסטי וסטפנו רקנטסי (יגיע לטכניון באביב 2024) לשם ייסוד תחום ה- Theory of Learning Systems בטכניון.
ביולוגיה מבנית
ביולוגיה מבנית מתמקדת בניתוח מבנים של חומרים שנוצרו על ידי אורגניזמים חיים, מתוך ניסיון להבין את התכונות שלהם במונחים של מבנה מולקולרי וסופר-מולקולרי, רצון לשלוט בתכונות אלה וניצול הידע בין השאר למניפולציות שונות ופיתוח תרופות. בהתחשב בפונקציות המגוונות והמופלאות שמממשים חומרים שמיוצרים על ידי אורגניזמים, ביולוגיה מבנית מהווה נדבך יסודי כמעט בכל תחום מחקר הכולל חומרים ביולוגיים - ביולוגיה, רפואה, ביוכימיה, ביוטכנולוגיה, מדעי החומרים והנדסתם, מזון, קטליזה, מדעי הסביבה, ועוד.
באופן מסורתי, ביולוגיה מבנית הייתה נחלתם של מומחים, הנעזרים בשיטות מורכבות מאד, שנגישותן לחוקרים רבים נמוכה, באופן שהפוטנציאל של תחום זה לספק תובנות לא נוצל דיו. מתודולוגיות אלו כללו גיבוש חלבונים, קריסטלוגרפיה של קרני רנטגן ו -NMR שיטות מורכבות הגובלות באמנות. לאלה נוספו גישות חדשות המבוססות על מיקרוסקופיית אלקטרונים קריוגנית (CryoEM) שמספקות רזולציה שמתקרבת לאנגסטרומים בודדים. לאחרונה, גישות חישוביות ובעיקר גישות מבוססים למידת מכונה מחוללות מהפכה בתחום ומגדילות מאד את זמינות התחום לחוקרים שאינם מומחים.
לטכניון מרכז לביולוגיה מבנית המספק שירותים בתחום ניקוי וגיבוש חלבונים, פענוח מבנים ואפיון תכונות של חלבונים. כמו כן, ביחידה מומחה לביולוגיה מבנית חישובית. מאידך, בטכניון חסרים כלים מתאימים לביולוגיה מבנית בשיטותCryoEM . בהיבטים מחקריים, בהינתן ההובלה של הטכניון בתחום למידת מכונה ובינה מלאכותית, זה אך טבעי שהטכניון ייטול חלק במהפכה המתחוללת בתחום הביולוגיה המבנית החישובית בהיקפים רחבים הרבה יותר.
בהינתן החשיבות העצומה של התחום בזירת בריאות האדם ומחוצה לה, היוזמה והמועצה פועלים לקדם אותו הן בהיבטים מחקריים והן בהגדלה של סל השירותים שמוצעים לחוקרי הטכניון.
ביופיזיקה
ביופיזיקה הינה שדה המחקר שעושה שימוש בתאוריות ושיטות מתחום הפיזיקה על מנת להבין כיצד מערכות ביולוגיות פועלות. בטכניון חוקרים רבים מאד העונים להגדרה זו, אך עד לאחרונה, לא נוצרה בטכניון קהילה של ביופיזיקאים ששותפים לפעילויות מחקריות וחינוכיות.
לאחר מפגש חוקרים ראשון באוקטובר 2022, התקיים בדצמבר, בתמיכת היוזמה, ריטריט בן יומיים בטבריה לשם הכרות הדדית, גיבוש קהילת חוקרים והתווית כווני פיתוח משותפים. במפגש השתתפו 14 קבוצות משבע פקולטות ובסה"כ כ-70 משתתפים. במהלך השנה צפוי מפגש זה להניב הצעה לתכנית לימודים מתקדמים כלל-טכניונית בתחום הביופיזיקה, וכן סדרה של פעולות אקדמיות לקידום התחום בטכניון.
גיוס חוקרים מולטי דיסציפלינריים
ייסוד שטחי מחקר רב-תחומיים וגיוס חברות וחברי סגל שמחקרם מתנהל בתפר בין דיסציפלינות מחייב מנגנוני גיוס, איתור והשמה שפועלים לצד המסגרות הפקולטיות הקיימות ובשיתוף עימם. עם ייסוד המועצה, הופקדו בידי יו"ר המועצה וסגן המשנה הבכיר להנדסה ומדעי החיים והרפואה שלושה תקנים לגיוס חברי סגל שנופלים לקטגוריה האמורה.
שלושה חברי סגל שגויסו מתוך חשיבה זו הם:
- ד"ר הדס בניסטי (בוגרת תואר ראשון בפיזיקה-הנדסת חשמל, תואר שלישי בהנדסת חשמל) - קבוצת מחקר בתיאוריה של הלמידה. הצטרפה לפקולטה לרפואה.
- ד"ר סטפנו רקנטסי (בוגר תואר ראשון ושני בפיזיקה, תואר שלישי במדעי מוח תיאורטיים) לקבוצת מחקר בתיאוריה של הלמידה. בחר להצטרף לפקולטה לרפואה.
- ד"ר אבנר וואלך (בוגר תואר ראשון ושלישי בהנדסת חשמל) – חוקר את עקרונות ההתמצאות המרחבית בבעלי חיים. הצטרף לפקולטה לביולוגיה.
מענקי מחקר משותפים
במסגרת קידום מחקר הרב-יחידתי טכניוני בחזית בריאות האדם, הכריז הנשיא על תחרות פנימית לתמיכה בקבוצות מחקר מולטי-דיסציפלינריות שתצענה פרויקטי מחקר חדשניים, שיקדמו בטכניון תחומי דעת חדשים בממשקים בין רפואה, מדעי החיים, הנדסה, מדעי הנתונים, ודיסציפלינות נוספות.
לתחרות ניגשו שלוש עשרה קבוצות מכלל פקולטות הטכניון, ולבסוף זכו שלוש קבוצות.
המענקים נפתחו במרץ 2022 ונמצאים כעת בשנה השנייה לפעילותם.
- בינה מלאכותית ברפואה - סגירת החוג (שת"פ עם רמב"ם - הקריה הרפואית לבריאות האדם)
יואכים בהר, אורי שליט, שי מנור, ליאור גפשטיין, שי שן-אור, דני איתן, רונית אלמוג ואורן כספי.
קידום מחקרי AI בתחום הרפואי, שיובילו לפיתוחים משמעותיים שייטיבו עם המטופלים, תוך יצירת ממשק בין רפואה, מדעי הבריאות ו-AI וסינרגיה בין שני הגופים השותפים. - רתימת ביולוגיה סינתטית ואלקטרוניקה בהספק נמוך לניטור אותות סביבתיים במערכת העיכול
ראמז דניאל, נעמה גבע-זטורסקי, חוסאם חאיק, עילם ילון שחר קוטינסקי
פיתוח מערכות חדשניות לניטור מחלות בדרכי העיכול המבוססות על חיידקים מהונדסים גנטית בשילוב מעגלים אלקטרונים ננומטריים. - MRI מטבולי – גישה לא-פולשנית חדשה באבחון רפואי, בטיפול ובחקירה של תחלואה
אהרון בלנק, קתרין ונדורנה, בעז פוקרוי, גלית סער (מרשה ג'וויט).
טכנולוגיה למדידת מטבוליזם ברקמות חיות באמצעות MRI לשם הבנת תהליכים פיזיולוגיים, אבחון קליני וניהול הטיפול בחולה.
לכתבה באתר הטכניון - טכנולוגיה בשירות בריאות האדם: מהמעבדה למיטת החולה