אף ביו-אלקטרוני

ד"ר רפי חדד, המרכז הרב-תחומי לחקר המוח

את הניסוי הזה אתם יכולים לעשות בבית: ביד אחת סגרו את הנחיריים, ביד השנייה קחו ביס מהמאכל האהוב עליכם ותיווכחו שהפך חסר טעם.
חוש הריח של האדם אינו נהנה מיחסי ציבור טובים אך הוא חשוב ביותר - הוא מסייע לנו בהישרדות אבולוציונית, בהבחנה ברעלים ובסכנות כגון שרפה, ואפילו עוזר לבחור את בני הזוג שלנו.
הבנתו תשנה את חקר המוח לבלי הכר // זיו עדאקי

תעשיית הבשמים מגלגלת עשרות מיליארדי דולרים בשנה, אבל כשאדם רוקח בושם הוא עושה זאת על פי אינטואיציה, כאמן, לפעמים מצליח ולרוב – לא; כשבעל חיים מריח ריח כלשהו הוא יודע מהו מקור הריח, בני האדם יודעים לזהות מקור מוזיקה באמצעות חוש השמיעה או נקודה במרחב באמצעות חוש הראייה – אבל כדי למצוא מקור ריח יצטרכו לנחש.

ד"ר רפי חדד, מהמרכז הרב-תחומי לחקר המוח ע"ש גונדה (גולדשמיד), חוקר את חוש הריח ומנסה לגלות כיצד אפשר למדוד את הריח כדי לייצר את הבושם המושלם ולהגדיר את אלגוריתמים שמאפשרים לבעלי החיים לזהות מקור ריח כדי שנוכל להפעיל אותם בעצמנו.

"אפשר לדמות את מה שעושה כלב כשהוא מחפש אחרי אדם על פי ריחו, למצב שבו יצאנו מהקניון למגרש החנייה הענקי ושכחנו היכן חנינו, ובכן, אם היה לנו את חוש הריח הגאוני של הכלב היינו יכולים לרחרח אחר האוטו שלנו..." אומר ד"ר חדד, שהשלים תואר ראשון במדעי המחשב וביולוגיה בתכנית הבינתחומית למצטיינים באוניברסיטת תל אביב, לאחר הפסקה מוצלחת בהיי-טק חזר לאקדמיה והשלים תואר שני ושלישי במתמטיקה ומדעי המחשב בשילוב נוירו-ביולוגיה במכון ויצמן למדע, את הפוסט-דוקטורט ערך בהרווארד ולאחר שלוש שנים חזר ארצה ונקלט באוניברסיטת בר-אילן, הקים בה את מעבדת "חוש הריח ומעגלים נוירונאליים" ומוביל אותה בשנתיים האחרונות.  

"בתחום זה יש פוטנציאל כפול – מחקרי ויישומי. כשמדובר בחוש הראייה וחוש השמיעה יש לנו טכנולוגיה יישומית מתקדמת, אנחנו יכולים להקליט מוזיקה, לצלם ולשדר. מצלמה יכולה להחליף את העין שלנו ושתל שבלול (קוכיליארי) יכול להחליף את האוזן. אבל כל מה שקשור בריחות, אין לנו שום אמצעי אלקטרוני או דיגיטלי שכזה. פה ושם ישנם פיתוחים כאלה, אבל הם לא עומדים במבחן המציאות," אומר ד"ר חדד. "חוקרי מוח בכל העולם עובדים היום על פרויקטים של מיפוי הקישורים והחיבוריות במוח, פרויקט קונקטום, אנחנו מנסים לבנות פרויקט פונ-קונקטום – אנו מחפשים קשרים פונקציונאליים במוח, כלומר לא רק את החיבורים אלא גם את ההבנה כיצד מידע שנמצא במקום א' עובר למקום ב' ולמקום ג' ומהם החישובים שמתבצעים בכל אחד מהמקומות כדי להעביר את המידע ממקום למקום. זהו פרויקט בסיסי-חישובי, שילמד אותנו לא רק על חוש הריח, כי אם על עבודת המוח בכללה. אנו עושים זאת באמצעות טכנולוגיה מתקדמת מאוד, שנקראת אופטו-גנטיקה, המאפשרת לנו להשתיק או להפעיל תאי עצב בעזרת אור, לנתח את המעגל ולהבין מה עושים התאים הללו.

"פרויקט המחקר היישומי שבו אנו מתרכזים מוביל אותנו לבניית אף ביו-אלקטרוני, כלומר, לשלב את יכולות המחשב בבעל חיים חי. המעבדה שלנו היא היחידה בארץ ובעולם שפיתחה כיוון זה, שבו אנחנו משתילים חיישנים בתוך מוחות של עכברים וקוראים את תגובותיהם המוחיות לגירויי ריח, לטכנולוגיה שלנו פוטנציאל לקלוט גם את מה שהחיות רואות ושומעות ואפילו מה הן חושבות."

היום אנחנו משתמשים בכלבים כדי לחפש אחר אנשים ולעקוב אחריהם, כלבים ועכברים מסייעים לנו לאתר סמים וחומרי נפץ באמצעות חוש הריח, אך כדי לעשות זאת יש לאלף את בעלי החיים ואנו תלויים בהתנהגותם, שאינה תמיד חד-משמעית ומובהקת. כאמור, מבחינה טכנולוגית לא קיים עדיין חיישן שיוכל לחקות את היכולות המופלאות הללו של בעלי החיים, אבל היכולת החישובית קיימת ואותה רותם ד"ר חדד כדי לדעת, מתוך הסתכלות בפעילות המוח של החיה, אם הריחה חומר נפץ או חומר אחר. "בעצם, החלפנו את השיטה, אנחנו מאמנים את המחשב במקום את החיה. אנו משלבים את החיישנים המעולים של בעלי החיים עם יכולות החישוב של המחשב כדי לקבל מידע מדויק על הדבר שהריחו מבלי להסתמך על התנהגותו של בעל החיים."

 

יש אינסוף שימושים למכשור אלקטרוני שיוכל להקליט ריחות, לפענח אותם, למדוד אותם: יישומים ביטחוניים כמובן, יישומים אקולוגיים למשל במפגעי זיהומי אוויר, יישומים רפואיים לניטור מצב רפואי ולזיהוי מוקדם של מחלות קשות למשל פרקינסון, סרטן ריאות ואלצהיימר; יישומים משפטיים בתחום הפשיעה כאשר אדם משאיר את חתימת הריח האישית שלו בזירת פשע, למשל. "במחקר משותף לנו ולקבוצת המחקר של פרופ' נועם סובול, חוקר מוח ממכון ויצמן, שהיה המנחה שלי בדוקטורט, מצאנו שאפשר לחזות את איכות מערכת היחסים של בני זוג כפונקציה של ההעדפות ריח שלהם, המקושרת גם לחתימה הגנטית שלהם. במחקר אחר גילו חוקרים שריח של דמעות של נשים גורם לירידה באגרסיביות ובהפרשת טסטוסטרון אצל גברים. אנו יודעים שריחות מגיעים למקומות עמוקים מאוד במוח ויש להם השפעה על רגשות ומכאן גם יכולת לעורר תגובות כאלה ואחרות – ליכולת שלנו להבין כיצד פועל חוש הריח שלנו יש פוטנציאל גדול, מחקרי, יישומי, כללי," אומר ד"ר חדד, השואף להרחיב את הידע שלנו לקדם טכנולוגיה שתעשה מהפכה בתחום.

  • Black Facebook Icon
  • Black LinkedIn Icon
  • Black YouTube Icon
  • BIU-16.jpg
צרו קשר

טלפון:​ ​03-5317848

מייל: Israel.Friends@biu.ac.il