מרכז ה-MRI מסכם שנה ראשונה של מחקר חוצה פקולטות, עם הפנים לעתיד.

היום (22.7) מצוין “יום המוח הבינלאומי”, המוקדש לקידום המודעות לחקר המוח והשפעותיו על בריאות האדם. תוך כדי כך, מציין מרכז ה-MRI לחקר האדם בטכניון ע”ש מיי-בלום-דאהל (Tech MRC) שנה לפעילותו. המרכז הוקם תחת הפקולטה להנדסה ביו-רפואית במטרה לקדם מחקר אינטרדיסיפלינרי אשר יסייע וישפיע על עולמות הרפואה והתעשייה. כבר בשנתו הראשונה התגבשה במרכז קהילת חוקרים חוצה פקולטות אשר תרמה להעמקת השיתוף בין תחומי הידע השונים, והדגישה את החשיבות של גישה משולבת לפתרון בעיות מורכבות.

המרכז החדש מאובזר במכשור MRI מתקדם ובראשו סורק ה- 3T Siemens Prisma MRI המספק הדמיה מבנית ופונקציונלית באיכות גבוהה עבור מגוון רחב של מחקרים מתחומי ההנדסה, הרפואה, החינוך ועוד. יכולות המחקר במרכז מהוות בסיס לשיתופי פעולה עם חברות בתעשייה, בתי חולים, מוסדות מחקר נוספים וכו’.

סורק Prisma MRI 3T Siemens

“מרכז יחיד מסוגו בארץ” –

• מעבר ליכולות הגבוהות והמתקדמות של סורק ה MRI החדיש, קיימת במרכז תשתית ייחודית המאפשרת לבצע מניפולציות ופיתוח של סריקות חדשניות אשר אינן נמצאות בחבילות הסטנדרטיות המסופקת ע”י חברת סימנס.
• במרכז ציוד ואבזור אודיו-ויזואלי משלים, כדוגמת מכשיר מעקב אחר תנועות עיניים, קופסאות תגובה לתקשורת וביצוע מטלות ע”י הנבדק, ומכשור המנטר ומציג נתונים אודיטורים.
• אחד היתרונות הבולטים במרכז לחוקרי מוח הינו קיומו של ציוד eeg ייחודי המתאים לכניסה לתוך הסורק ומיועד לביצוע בדיקה סימולטנית של EEG-fMRI המאפשרת קבלת מידע רחב מאוד על פעילות המוח.
• יתר על כן קיים במרכז סורק דמה המיועד לתרגול ולהסתגלות נבדקים, בייחוד ילדים, לקראת ביצוע הבדיקה האמיתית, וכן רובוט המסייע בבחינת מוביליות וניתוח יכולות מוטוריות אנושיות ייחודי מסוגו.
• ייעוד משאבי המרכז לצרכי מחקר מעמיק ויישומי, יחד עם שיתוף הידע הטכניוני מובילים לתוצרים ופיתוחים מקוריים ומתקדמים.

האנשים שבמרכז –

מנהלת המרכז וחוקרת מנוסה בתחום ה-MRI, ד”ר דפנה לינק-סורני, פיתחה את המרכז כ- HUB מאובזר, חדיש ומתקדם, המעודד שיתופי פעולה מחקריים בתוך הטכניון ומחוצה לו ומותאם לצרכי החוקרים וצוותיהם המאיישים את המרכז.

ד”ר דפנה לינק-סורני

שם: ד”ר מוטי פריימן, הפקולטה להנדסה ביו-רפואית

ד”ר מוטי פריימן

תחומי מחקר עיקריים במרכז:  ד”ר פריימן הוא מנהלו האקדמי של המרכז. מרבה לעסוק בשימוש באלגוריתמים ורשתות נוירונים לניתוח נתוני MRI, בעזרתם ניתן לאבחן, לאפיין ולנבא ליקויים פיזיולוגיים, פעילות דלקתית, מחלות לב, גידולי מוח ומחלות מעי.

ד”ר פריימן: “המרכז מאפשר לנו לפתח טכנולוגיות בינה מלאכותית חדשניות המסייעות בדימות של תהליכים דלקתיים ואפיון תגובה לטיפולים. בפרט, במסגרת המרכז אנחנו מתעניינים בדימות פעילות דלקתית בסכרת ובמחלות מעיים דלקתיות, בדימות של שריר הלב. מטרות המחקרים שלנו הם לפתח כלים לזיהוי מוקדם של תהליכים פתולוגיים, ולניבוי הצלחה של טיפולים”

שם: פרופ’ ציפי הורוביץ-קראוס, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה והפקולטה להנדסה ביורפואית.

פרופ’ ציפי הורוביץ-קראוס

תחומי מחקר עיקריים במרכז: פרופ’ הורוביץ-קראוס חוקרת את הבסיס העצבי לרכישת שפה וקריאה בקרב פעוטות וילדים מגיל לידה ועד בגרותם בשימוש בנתוני MRI תפקודי ומבני, נתוני EEG ונתוני תנועות עיניים. על ידי שימוש באלגוריתמיקה מתקדמת, פרופ’ הורוביץ-קראוס מנסה לנבא יכולות וקשיי למידה בעתיד, בוחנת יכולות תקשורת בין מבוגרים לילדים ואפילו מצליחה לקשר בין הורים לילדים על פי תבנית הפעילות המוחית שלהם בלבד! מחקריה בהתפתחות המוח של ילדים דוברי עברית, ערבית, אנגלית וגרמנית הם ייחודיים בארץ ובעולם.

ערך מוסף אשר המרכז מקנה לתחום המחקר:  אחד הכלים החשובים שנרכשו במסגרת הקמת המרכז הוא את סורק הדמה לצורכי הכנה לילדים לסריקה דימות בילדים ובאוכלוסיות נוספות. סריקת הדמה כוללת את צלילי המכשיר ואת סביבת המכשיר עצמו כך שבסריקת האמת הנבדק יודע למה עליו לצפות, מה שמפחית את רמות התזוזה במהלך הסריקה ומשפר את יעילותה.

פרופ’ הורוביץ-קראוס: “עולם הדמיית המוח הוא עצום ורב מימדי ולכן כולל חוקרים מעולמות הפסיכולוגיה, החינוך, הרפואה לצד ביולוגיה, כימיה, מדעי המחשב וההנדסה. המחקרים המוצלחים ביותר בתחום הם אלו הכוללים חוקרים וסטודנטים ממגוון דיסציפלינות הנותנים את נקודות המבט הייחודית שלהם וכך מעשירים את הממצאים והסבר האפשרי שלהם.

שם: ד”ר פיראס מואסי,  הפקולטה להנדסה ביו-רפואית

ד”ר פיראס מואסי

תחומי מחקר עיקריים במרכז:

ד”ר מואסי בוחן את שליטת המוח על יכולת התנועה בדגש על השפעות מוטוריקה עדינה. באמצעות מרכז ה-MRI מבצע ד”ר מואסי מחקרי עומק לניתוח ייצוג של תנועות עדינות באיזורים שונים במוח האנושי . בין היתר נבחנים הקשרים הסיבתיים והסימביוטיים בין פגיעות במח כגון שבץ מוחי, בחלקיו השונים ובזמנים שונים, לבין מוגבלות בתנועה מוטורית. למחקר חשיבות רבה כחלק ממכלול בחינות, בדיקות ואבחונים אשר יסייעו בעתיד לאתר פגיעות מוחיות בשלב מוקדם.

ד”ר מואסי: ” שילוב של למידה עמוקה של הנתונים העצביים וההתנהגותיים שאנחנו אוספים במרכז הוא נושא המעניין אותי במיוחד ומהווה בסיס לשיתופי פעולה. המטרה היא לא רק להבין את המנגנונים הנוירופזיולוגיים העומדים בסיס בקרה עצבית של תנועה אנושית, אלא גם לאפשר חיזוי לטווח ארוך של יכולת שיקום, למשל, לאנשים מייד אחרי פגיעה מוחית. מחקר שיתופי כזה יכול לייעל בצורה גדולה את עולם השיקום.

לסוגי המחקרים במרכז ואופיים יש חשיבות רבה במציאת פתרונות ברי קיימא לסוגיות אשר ייטיבו עם ציבור רחב מאוד. ”

שם:  ד”ר אפרת שמרון,  הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים והפקולטה להנדסה ביו-רפואית.

ד”ר אפרת שמרון

תחומי מחקר עיקריים במרכז: אחת הבעיות המרכזיות במכשירי MRI, היא זמן הסריקה הארוך, כ 30-60 דקות לנבדק, דבר המגביל את הזמינות של בדיקות אלו לציבור הרחב. בעיה נוספת היא שמכשירי MRI רגישים מאוד לתזוזת הנבדק. בדומה לצילום, שבו תנועה גורמת לטשטוש, כך גם ב-MRI, תנועות טבעיות כמו נשימה ופעילות לבבית גורמות לטשטוש התמונה. לפיכך, המחקרים של ד”ר שמרון מתמקדים בפיתוח שיטות דגימה ואלגוריתמי למידת מכונה (machine learning) לשם קיצור זמן הסריקה ושיפור איכות התמונה. בפרט, המחקר מתמקד בפיתוח אלגוריתמי למידה עמוקה לשערוך תמונות מדויקות מתוך כמות מועטה של מדידות ולתיקון מריחות הנגרמות מתנועה.

ד”ר שמרון: “מכשירי ה-MRI מציעים יתרונות רבים, כמו האפשרות לקבל תמונות רפואיות באיכות גבוהה וברזולוציה מצוינת, ללא קרינה מייננת. עם זאת, כיום הנגישות שלהם נמוכה מאוד עקב הזמן הסריקה הארוך. בנוסף, בדיקות MRI לילדים הן מסובכות. מכיוון שילדים נוטים לזוז הרבה, דבר שגורם לטשטוש התמונות, לעתים קרובות נדרש לתת להם חומרי הרדמה, שאינם מיטיבים עמם מבחינה בריאותית. לכן, ע”י פיתוח אלגוריתמים מבוססי בינה מלאכותית ושיטות לדגימה מהירה, אנו מקווים לשפר את טכנולוגיית ה-MRI, להנגיש אותה לציבור הרחב ובפרט להקל על בדיקות של ילדים. ”

שם: ד”ר יועד קנת הפקולטה למדעי הנתונים וההחלטות

ד”ר יועד קנת

תחומי מחקר עיקריים במרכז: ד”ר יועד קנת הינו מדען קוגניטבי מוחי, אשר חוקר את התפקיד של ידע בתהליכי חשיבה גבוהים, בדגש על יצירתיות, חשיבה אסוציאטיבית, וחיפוש בזיכרון, ברמה הקוגניטיבית והמוחית, באוכלוסיות תקינות וקליניות. מחקריו עוסקים באופן רחב באופן שבו אנשים רוכשים ידע, אוגרים ידע, ומשתמשים בידע עבור התנהגות מורכבת. במרכז , ד”ר קנת עוסק במחקר מוח אורך רחב היקף וייחודי, בו נדגמים נתונים מב- 100 סטודנטים פעמיים, בהפרש של שנה וחצי. מטרת מחקר זה הינו להבין כיצד מידע מוחי מאפשר לנבא חשיבה יצירתית עתידית.

עם אילו תחומים מעניין אותך לשתף פעולה? נושאי המחקר שלי מורכבים ושיטות המחקר שאני משתמש בהם הינן רב-תחומיות. אני מחפש לייצר שיתופי פעולה שמפגישים בין שיטות שונות שמאפשרות לבחון את המורכבות של תהליכי חשיבה גבוהים. למשל – מחקר עם הנדסת חשמל, כדי למדל תהליכי דינמיקה עצבית.

ד”ר קנת:״יצירתיות מוגדרת על ידי פורום הכלכלה הבינלאומי כאחת מחמשת התכונות החשובות ביותר עבור האנושות במאה ה-21. אם כך – לא כדאי שנבין מהם התהליכים הקוגניטיביים והמוחיים שמאפשרים לקסם הזה לקרות?״

ד”ר דפנה לינק-סורני :”המרכז הוא פלטפורמה חיונית לקידום המדע, הטכנולוגיה והרפואה. המרכז מהווה כר פורה ליצירת קשרי מחקר חוצי פקולטות ומקדם שיתופי פעולה ושילוב תחומי מומחיות וידע המבוזרים בטכניון לצרכי קידום מחקר פורץ דרך בתחום ה MRI . חוקרי הטכניון וצוותי המעבדות זוכים לגישה נוחה ומהירה למשאבי המרכז ובכך יכולים להרחיב את אפשרויות פעילותם. בנוסף, המרכז מעודד חילופי ידע ומחזק קשרים עם מוסדות בריאות ותעשיות רלוונטיות על מנת להבטיח מחקר חדשני ומשפיע.”

המרכז מקיים כנסים, ימי עיון והדרכות, ומציע סיורים מודרכים במרכז הניתנים לתיאום מראש. אנשי המרכז מזמינים את קהילת החוקרים להצטרף אליהם ולחקור את הפוטנציאל של תשתית ייחודית זו, המאפשרת התפתחויות פורצות דרך בתחום המדע והטכנולוגיה.