הרשימה המלאה של 50 המדענים הנבחרים הכוללת כזכור שלושה מדענים מישראל
דבר העורכים
הישג למדענים, אתגר למערכת החינוך
בגיליון זה אנו מביאים רשימת 50 הנבחרים של סיינטיפיק אמריקן שתרמו תרומה ייחודית לקידום המדע והטכנולוגיה ב-2007. כמו בשנים קודמות, שמחנו למצוא גם הפעם מדענים ישראליים, הפרופסורים אשל בן-יעקב ובקה סולומון, וד”ר איתי ברוכי, שלושתם מאוניברסיטת תל-אביב, וד”ר חנן דרעי, בוגר הפקולטה להנדסת חשמל בטכניון, השוהה כעת בפוסט-דוקטורט בארה”ב. גם כתבת זרקור בעמוד 22 מוקדשת להישגם הייחודי של ברוכי ובן-יעקב.
הניסוי שערכו בן-יעקב וברוכי מפתיע בפשטותו ובתעוזתו. הם הראו לראשונה כי אפשר “להטעין” כמה זיכרונות פשוטים בתרבית של עצבי מוח (נוירונים) בצלוחית. הזיכרונות נשמרים במקביל במשך ימים בלי להימחק או “להפריע” זה לזה. הם יצרו למעשה אב-טיפוס של שבב נוירוני הבנוי מרשתות של תאים חיים המחוברים למחשב. ההד התקשורתי החזק וההתרגשות שעוררה התגלית נובעת בין השאר מכך שעוד רעיון שמצא את ביטויו במדע הבדיוני עומד להתממש. זהו אולי צעד ראשון לקראת יצירת סיבורג (cyborg), מונח שטבעו ב-1960 מנפרד קליינס ונתן קליין לתיאור יצור המשלב באופן אינטגרלי אדם ומכונה (cybernetic organism) ומאז היה לגיבור קבוע ביצירות מדע בדיוני.
פרופ' בקה סלומון פיתחה גישה חדשנית לטיפול במחלת אלצהיימר, המבוססת על בקטריופאג'ים ידידותיים לאדם. השיטה מתגברת על קשיים המלווים גישות אחרות הנבחנות בימים אלה בניסויים קליניים (על הישגה המיוחד של פרופ' בקה סולומון נעמוד בכתבת זרקור בגיליון הבא של סיינטיפיק אמריקן ישראל).
ד”ר חנן דרעי המציא יחד עם חבריו סכֵמה של שער לוגי המורכב ממגנטים קבועים ורמות מתח ומאפשר לשלוט על הספין של אלקטרונים. בהתבסס על המצאתם הם הציעו סכֵמת מחשב המבוסס על ספינטרוניקה.
אך טבעי הוא שהאזרח הישראלי המצוי, ולא רק שוחר המדע, יתגאה וישמח על הישגיהם של המדענים שלנו בזירה הבין-לאומית, אבל הוא בוודאי גם תוהה כיצד מתיישב הדבר עם הישגיהם הנמוכים של תלמידנו, במבחני המיצ”ב הישראליים ובמבחני הפיז”ה והפירל”ס הבין-לאומיים, שתוצאותיהם פורסמו כמעט במקביל. ממשלות ישראל לדורותיהן הצהירו תמיד על חשיבות החינוך והצורך בפיתוח ההון האנושי של המדינה, אך רובן לא הקצו את המשאבים הכספיים המתאימים לכך. בשנים האחרונות אף חל קיצוץ עמוק בתקציב מערכת החינוך ובייחוד בחינוך הטכנולוגי והמדעי. וכבר שנו רבותינו: “אם אין קמח אין תורה”.
ראוי לשים לב לפערים הגדולים בהישגיהם של התלמידים במבחנים אלה על פי המדרג הסוציו-אקונומי והמגזרים השונים של החברה הישראלית. הקיטוב המתחיל בבתי הספר הולך וגדל במכללות, באוניברסיטאות ובמקומות התעסוקה במשק הישראלי, ועלול לפגוע בחוסנה החברתי של המדינה. גם תלמידי ארה”ב לא הצליחו במבחני פיז”ה, ו”תפסו” מקום לא מכובד הנמוך מן הממוצע של 30 המדינות החברות בארגון ל”שיתוף פעולה כלכלי ופיתוח” (OECD). גם על מערכת החינוך האמריקנית נמתחה ביקורת קשה לנוכח הממצאים האלה. גם בארה”ב בולטת הסתירה בין הישגי תלמידיה ובין העובדה שארה”ב מצמיחה את המספר הגבוה ביותר של חתני פרס נובל. ככל הנראה ל”הטרוגניות” של מערכת החינוך בארה”ב כארץ הגירה, כמו בישראל בעבר, יש משקל לא מבוטל. אבל בעוד ארה”ב משמשת אבן שואבת למדענים מצטיינים מכל העולם, מאבדת ישראל את כוח משיכתה ומוחותיה “בורחים” לארה”ב ולמדינות אירופה המתקדמות.
דוגמאות הפוכות יכולות לשמש מדינות סקנדינביה כמו פינלנד, שתלמידיהן זכו במקומות הראשונים במבחנים הבין-לאומיים. במדינות אלו מערכות החינוך יותר הומוגניות ושוויוניות, עם תכניות לימודים אחידות בכל בתי הספר. כולנו יודעים לאן התגלגל חלומו של דוד בן גוריון על חינוך ממלכתי אחיד ושווה לכולם. זהו האתגר למערכת החינוך בישראל: צמצום פערים לימודיים בין השכבות והמגזרים בחברה מצד אחד, וקידומם של תלמידים מצטיינים מצד אחר. רק כך נוכל להוסיף ולהתברך בהישגים בין-לאומיים של מדענים ישראליים בדורות הבאים.
אופטימיות-יתר טכנולוגית היא סכנה האורבת תמיד למקצוענים ולחובבים כאחד העוקבים אחר חידושים, מאינטליגנציה מלאכותית ועד למכונית מעופפת. אבל לפעמים טכנולוגיות חדשות באמת מגשימות אפילו את הציפיות הפרועות ביותר.
רשימת 50 הנבחרים של סיינטיפיק אמריקן לשנת 2007 עמוסה בדוגמאות על מכונות או חומרים חדשים המתקרבים למשמעות האמיתית של המילה “חידוש” במובן שהם אכן חדשים לגמרי. אחד הזוכים פיתח מכשיר המסוגל למדוד זפטו-ליטרים, כלומר נפחים של מיליארדית של מיליארדית של מיליליטר. זוכה אחר מצא שיטה שתאפשר להטעין את הטלפון הנייד בלי לחברו לחשמל – כל מה שתצטרכו לעשות זה לשבת, כשהטלפון בכיס, ליד סליל טעינה הטמון בתקרה. ועוד חידוש מבטיח לסלול את הדרך לטפל במחלות המסתוריות והקטלניות הנגרמות בידי פריונים כמו למשל מחלת הפרה המשוגעת.
אנו, בסיינטיפיק אמריקן ישראל, גאים במיוחד על שילובם של שלושה מדענים ישראלים, כולם מאוניברסיטת תל אביב, שתגליותיהם פתחו אופקים חדשים בחקר החשיבה ובטיפול במחלת אלצהיימר: פרופ' בקה סלומון, פרופ' אשל בן-יעקב ואיתי ברוכי.
לזוכי השנה יש יכולת לתרום הרבה יותר לבריאות האדם, לאלקטרוניקה צרכנית ולתחומים רבים אחרים, מאשר רק עוד תרופה נגד דיכאון ש”משחקת” ברמות הסרוטונין או עוד מעבד זעיר קצת יותר מהיר. מה שהם עשו היה לגמרי חדש.
מוביל השנה במחקר
1. איגוד החוקרים של קרן וולקאם לסריקה גנטית השוואתית
מובילת השנה בעסקים
2. חברת אָמיריס ביוטכנולוגיות, אֶמֶריוויל, קליפורניה
מובילת השנה בקביעת מדיניות
3. קרן X Prize, סנטה מוניקה, קליפורניה
הזוכים האחרים בתחומי המחקר, העסקים וקביעת המדיניות
להתחבר לעתיד חופשי מכבלים
4. מרין סולייצ'יק, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) (מחקר)
5. חברת אפל (עסקים)
6. רוברט גריסט, אוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין ווין דה-סילבה, פוֹמוֹנה קולג' (מחקר)
להגיע מכאן לשם
7. מנג'ונאת' נ' סוואמי, המכון למחלות חיסוניות בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד (מחקר)
8. הנס בומנס ועמיתיו בארגון ההולנדי למחקר יישומי
חלופות דלק
9. ג'יימס א' דוּמֶסיק, אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון (מחקר)
10. רדוסלאב ר' אדציק, המעבדה הלאומית האמריקנית ברוקהייבן (מחקר)
11. שלי ד' מינטיר ותמרה קלוצבאך, אוניברסיטת סנט לואיס (מחקר)
להילחם ברעלנים בבית
12. פטרישיה א' האנט, האוניברסיטה של מדינת וושינגטון (מחקר)
13. האיגוד האמריקני לרוקחות ושירות הדגה וחיי הבר של ארה”ב (מדיניות)
למדוד את הקטן ביותר
14. פיטר ו' סאטר ואלי א' סאטר, המעבדה הלאומית האמריקנית ברוקהייבן (מחקר)
15. קבוצות של פיזיקאים מאוניברסיטת הוקאידו, יפן ומאוניברסיטת בריסטול, אנגליה (מחקר)
גיוס יתושים למלחמה במלריה
16. מרסלו ג'ייקובס-לורנה, אוניברסיטת ג'ונס הופקינס (מחקר)
17. ברוס א' היי מן המכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק) (מחקר)
עולם החומר
18. ננסי ר' סוטוס וסקוט ר' וייט, אוניברסיטת אילינוי באוּרבָּנָה-שמפיין (מחקר)
19. בֵּנואהּ רומן וחוזה ביקו, המכון לחינוך גבוה לכימיה ופיזיקה תעשייתיים של פריס (מחקר)
20. רובין ג' היקס, אוניברסיטת ויקטוריה, קולומביה הבריטית, קנדה וראג'סַפָּאן ג'אין, אוניברסיטת וינדזור, אונטריו (מחקר)
21. סרגיי דמוקריטוב, אוניברסיטת מינסטר, גרמניה (מחקר)
תובנות נוירולוגיות
22. איתי ברוכי ואשל בן-יעקב, אוניברסיטת תל אביב (מחקר)
למאמר המלא – תובנות נוירולוגיות
23. ריצ'רד ד' סמית', המעבדה הלאומית האמריקנית פסיפיק נורת'ווסט ודזמונד ג' סמית', אוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס (מחקר)
24. סטינה מ' טאקר, אסתר או וחואן ק' טרונקוסו, בית הספר לרפואה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס (מחקר)
25. בקה סולומון, אוניברסיטת תל אביב (מחקר)
לתמרן אור
26. יורי א' ולאסוב, מרכז המחקר של IBM על שם תומס ג' ווטסון (מחקר)
27. טקאסומי טאנאבה, מעבדות המחקר הבסיסי NTT, יפן (מחקר)
28. א' פרד שוברט, המכון הפוליטכני רנסלאר (מחקר)
29. יוג'ין ס' פולציק, מכון נילס בוהר באוניברסיטת קופנהגן ואיגנסיו סיראק, מכון מקס פלאנק לאופטיקה קוונטית, גרמניה (מחקר)
התקדמות במאבק בפריונים
30. ג'ובאנה ר' מלוצ'י, המכון לנוירולוגיה בלונדון (מחקר)
31. רוברט רוֹהוֶור, המרכז הרפואי לחיילים משוחררים בבולטימור (מחקר)
האנרגיה הסולרית זוכה לדחיפה
32. גרגורי ס' אנגל, אוניברסיטת שיקגו (מחקר)
33. סטפן ואן דסל ועמיתיו מן המכון הפוליטכני רנסלאר (מחקר)
בקרת תאי גזע
34. שיניה יאמאנאקה, אוניברסיטת קיוטו (מחקר)
35. פיידונג יאנג, אוניברסיטת קליפורניה בברקלי, וברוס ר' קונקלין, מכון גלדסטון למחלות לב בסן פרנסיסקו (מחקר)
36. פרנק ד' מק'קיאון, בית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד (מחקר)
37. קווין אֶגאן, מכון הרווארד לתאי גזע (מחקר)
ריסוס וספין
38. מָסָהירוֹ פוּרוּסָאוָוה, תאגיד סייקו-אפסון, יפן (עסקים)
39. חנן דרעי, אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו (מחקר)
להחזיר לשלמות
40. טוד א' קוּיקֶן, המכון לשיקום בשיקגו (מחקר)
41. דין קאמן, מאיגוד המחקר והפיתוח DEKA (מחקר)
42. קאטו ט' לורנסין, אוניברסיטת וירג'יניה (מחקר)
הדרך המהירה ביותר
43. דומיניק שולטס, אוניברסיטת קרלסרוהה, גרמניה (מחקר)
44. גוגל (עסקים)
45. IntelliOne (עסקים)
מראייה חודרנית ועד לשינה מתוקה יותר
46. בריאן שולקין, המכון הפוליטכני רנסלאר
47. לורנס סי רום, אוניברסיטת פנסילווניה והמעבדות הביולוגיות, וודס הול (מחקר)
48. אקטליון חומרים פרמצבטיים, אלשוויל, שווייץ (עסקים)
49. קונור ר' קפריי, אוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו (מחקר)
50. אילריה קפואה, אוניברסיטת ויאלה, פדובה, איטליה (מדיניות)
תובנות נוירולוגיותביולוגים תכננו זיכרון על שבב ודרכים חדשות לטפל במחלת אלצהיימר
איך נוצרים זיכרונות? כדי להדגים את הדרך שבה מתרחש התהליך ברמה הבסיסית ביותר, שחזרו אותו ביופיזיקאים באוניברסיטת תל אביב באמצעות תאי עצב המחוברים לשבב מחשב. איתי ברוכי ואשל בן-יעקב הניחו תאי עצב שלקחו מעוברי חולדות על שבב וחיברו 64 אלקטרודות כדי לרשום את פעילות התאים. החוקרים ראו שתאי העצב שלחו אותות בתבנית אחידה בכל פעם שטפטפו חומר מעורר באותו מקום על השבב. לאחר פרק זמן, התחילו תאי העצב לשגר את תבנית האותות גם ללא הגירוי הכימי. זו הנקודה שבה, סבורים החוקרים, נצרב הזיכרון. [ראו ראיון עם ברוכי ובן-יעקב במדור זרקור בעמוד 22.]
הבנת ההבדלים בין חלבונים המיוצרים על ידי רקמות מוח בריאות ובין חלבונים הנוצרים ברקמות חולות עשויה לאפשר אבחון בגישה חדשה. ריצ'רד ד' סמית' מן המעבדה הלאומית האמריקנית פסיפיק נורת'ווסט ודזמונד ג' סמית' מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס יצרו מערכת מורכבת לניתוח חלבונים המשלבת מכשור מתקדם עם שיטות הדמיה מתוחכמות. המערכת מאפשרת לבחון קוביות של מילימטר אחד מרקמת מוחם של זוג עכברים בריאים. החוקרים קבעו את שכיחותם של 1,028 חלבונים ברקמות. ניסויים עתידיים ישתמשו בשיטה כדי להשוות בין רקמת מוח בריאה לבין רקמת מוח החולה במחלה ניוונית של מערכת העצבים.
שיטות אבחון טובות יותר נדרשות במיוחד עבור מחלת אלצהיימר. סטינה מ' טאקר, אסתר או וחואן ק' טרונקוסו מבית הספר לרפואה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס פיתחו שיטת אבחון המנצלת נוגדנים הנקשרים לחלבוני עמילואיד-ביתא. חלבונים אלו יוצרים את הרבדים המזיקים במוחם של חולי אלצהיימר. הנוגדנים נצמדו לחלבונים בשלב מוקדם של מחלה דמוית אלצהיימר בעכברים מהונדסים בהנדסה גנטית. הממצאים עשויים להוליך לבדיקה בבני אדם שתוכל, בלוויית תרופות המצויות כעת בפיתוח, לסכל את המחלה בעזרת טיפול מונע.
אחת האפשרויות עשויה להיות שילוב הבדיקה עם טיפול באמצעות פאג'ים – נגיפים המדביקים חיידקים – כדי לנתץ את הרבדים המזיקים. בקה סולומון מאוניברסיטת תל אביב הציגה הוכחות ראשונות לאפשרות זו על ידי החדרת הפאג'ים בתרסיס דרך האף למוחם של 100 עכברים מהונדסים בהנדסה גנטית שפיתחו רבדים דמויי אלצהיימר. לאחר טיפול שנמשך שנה, לעכברים המטופלים היו 80% פחות רבדים מלעכברים שלא טופלו. [ראיון עם בקה סולומון יובא בגיליון הבא של סיינטיפיק אמריקן ישראל.]
