מרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח
מרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח (The Edmond and Lily Safra Center for Brain Sciences -ELSC), הוא מרכז אינטרדיסציפלינרי לחקר המוח באוניברסיטה העברית שבירושלים. המרכז הוקם בשנת 2009 בסיוע קרן אדמונד י. ספרא והוא שוכן בבניין גודמן שבקמפוס אדמונד י. ספרא, גבעת רם שבירושלים, ישראל.
נוסף על פעילותו המחקרית, המרכז מחזיק בתוכנית לימודים בינלאומית לדוקטורט ולפוסט-דוקטורט במדעי המוח בשדות המחקר הביולוגיים, הקוגניטיביים והתאורטיים של המוח.
וועדת ההיגוי של ELSC מונה 11 מדענים בכירים, בהם שלושה זוכי פרס נובל - ברט סאקמן, ריצ'רד אקסל ואדוורד מוסר.
חזון
מרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח רואה את עיקר משימתו בפיתוח ממשקי מחקר משותפים בין מדע תאורטי ומדע ניסויי במטרה להגיע לפריצות דרך משמעותיות וסלילת דרכים חדשניות בחקר המוח [1]. כחלק מחזון זה, מתקיימים במרכז שיתופי פעולה נרחבים בין חוקרים המגיעים מתחומי מחקר ביולוגיים, קוגניטיביים וחישוביים, לצד רשת רחבה של שיתופי פעולה עם אוניברסיטאות, מכוני חקר וארגונים מובילים ברחבי העולם.
לצד החזון האקדמי, מחזיק המרכז גם בתפיסת עולם לפיה יש להנגיש את המדע, ככל הניתן, לקהילה המדעית ולציבור הרחב. משימה זו תופסת חלק ניכר בפעילות השוטפת של המרכז אשר מפיק מדי שנה סדרה ארוכה של אירועי מדע-תרבות, הרצאות פתוחות וסמינרים אקדמיים בנושאים מגוונים מתחום חקר המוח.
היסטוריה
בשנת 1991 הקימה האוניברסיטה העברית שבירושלים לראשונה את המרכז הבינתחומי לחישוביות עצבית (Interdisciplinary Center for Neural Computation – ICNC) לאור חזונם של קבוצת חוקרים מתחומי הביולוגיה, הרפואה והפיזיקה אשר זיהו את חשיבות המחקר הבינתחומי במוח.
הצלחת ICNC הובילה ב־2006 את נשיא האוניברסיטה העברית, פרופ' מנחם מגידור, למנות את 'וועדת פישבך' שנתבקשה להעריך את מצב מדעי המוח באוניברסיטה העברית ולזהות תחומים והזדמנויות עם פוטנציאל צמיחה עתידית. במכתבו לפרופ' מגידור ב-12 בפברואר, כתב פישבך כי "אוניברסיטאות נהדרות יישפטו בעשורים הבאים על תרומתן להבנת המוח האנושי. אכן, יש הסבורים כי הישרדותנו כמין תלויה בהבנה טובה יותר של מעשי האדם, התפיסות, דפוסי המחשבה והרגשות. למרבה המזל, יש כאן בסיס מצוין להבנות אלו."
בעקבות מסקנות הוועדה, ניתן אור ירוק להקמת מרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח (ELSC), אשר יצא לדרך בשנת 2009. עד שנת 2016 הוביל את ELSC פרופ' אילון ועדיה, ממייסדי המרכז. בשנת 2016, התמנו פרופ' ישראל נלקן ופרופ' עדי מזרחי לתפקיד דירקטור משותף.
ב־13 ביוני 2017, יותר מ־400 חברים ותומכים הצטרפו לגברת לילי ספרא, ראש עיריית ירושלים, ניר ברקת, והאדריכל הבריטי, לורד נורמן פוסטר, לחניכתו של הבית החדש של ELSC – בניין סוזן וצ'ארלס גודמן למדעי המוח בקמפוס אדמונד י. ספרא באוניברסיטה העברית בירושלים. הקמת הבניין קידמה את מימוש חזונו של המרכז – יצירת מחקר פורץ דרך, הנשען על שיתופי פעולה בין מדענים מתחומים שונים, החוקרים את המוח ברמות שונות ומתוך פריזמה מחקרית מגוונת. הבניין איפשר לחברי המרכז, שעד אותו זמן היו מפוזרים בין מחלקות וקמפוסים שונים, להתאחד תחת קורת גג אחת ולחזק את הקשרים המחקריים תוך טיפוח דור המשך אקדמי אשר קיבל את הכשרתו במרכז.
מחקר ומרכזי שירות אקדמיים
המחקר במרכז אדמונד ולילי ספרא מושתת על שיתוף פעולה אינטרדיסציפלינרי בין חוקרים המגיעים משדות מחקר שונים, בעיקרם מרקע ביולוגי, קוגניטיבי ותאורטי. בפן הביולוגי, מתמקד המרכז במחקרי מולקולות, תאים ורשתות עצביות. בפן התאורטי, מתבצעים מחקרים העוסקים בתיאוריה, חישוביות ופיתוח מודלים ואילו מחקרים קוגניטיביים במרכז מתמקדים בתחומי התפיסה, למידה ומודעות.
מהותו האינטרדיסציפלינרי של המרכז היא המבדלת אותו ממרכזי מחקר מקבילים בעולם והיא המאפשרת למחקר במעבדות המרכז להגיע לפריצות דרך משמעותיות. כיום, ELSC מונה 34 חברי סגל בכיר ועוד 170 סטודנטים לתארים מתקדמים, פוסט דוקטורטים וצוותי מחקר נוספים.
רשימת התחומים בהם רשמו חוקרי המרכז הישגים משמעותיים
- תאוריית ההיררכיה ההפוכה [2]
- מציאת מיקום היווצרותו של פוטנציאל הפעולה בסיבי כאב [3]
- תפקידו של הקלאוסטרום [4]
- נוירוכירורגיה מונחית מחשב [5]
- מיקרו-רנ"א בתאי עצב כולינרגיים [6]
- אוסילציות במוח [7]
- אסטרוציטים כמשפרי זיכרון [8]
- התפתחות הצינור העצבי [9]
- תפקידם של הגרעינים הבזליים בפרקינסון [10]
- אדפטציה לגירויים ספציפיים [11]
- מערכת התגמול במוח הקטן (צרבלום) [12]
- אסטרוציטים במחלת האלצהיימר [13]
- עיכוב (אינהיביציה) סינפטי בדנדריטים [14]
- פלאו-אפיגנטיקה [15]
- מחקר MRI כמותני [16]
- כאוס במערכות עצביות [17]
- עיבוד רב חושי באימהות [18]
המרכז מחזיק בארבעה מרכזי מומחיות מתקדמים המספקים מענה הן לחקר המוח והן למחקרים נוספים באוניברסיטה העברית, מוסדות אקדמיים נוספים בישראל ובעולם וכמו כן גם לשורה של גופים ממשלתיים וחברות הייטק.
- יחידת הווירוסים (ELSC Vector Core Facility), המספקת וקטורים ויראליים למעבדות מחקר.
- יחידת הדימות (ELSC Neuroimaging Unit), המספקת שירותי הדמיה מוחית-מחקרית בעזרת מכשיר MRI.
- מעבדת פיתוח אמצעי מחקר (ELSC FabLab), המפתחת עזרי מחקר למעבדות ולניסויים באמצעי טכנולוגיה חדישים.
- יחידת ההדמיה (ELSC Microscopy Unit), הספקת שירותי מיקרוסקופיה ועיבוד תמונה מתקדמים.
תוכנית הלימודים
תוכנית הלימודים במרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח, נבנתה על ידי חברי המרכז מתוך הבנה כי פתרונה של תעלומת המוח האנושי מצוי בשיתופי פעולה וגישות מחקר רב תחומיות. התכנית פתוחה בפני סטודנטים מצטיינים מכל העולם המגיעים לאחר תואר ראשון בתחומי המדעים המדויקים ומדעי החברה והרוח, בדגש על פסיכולוגיה, קוגניציה ועוד.
התכנית שואפת לחנך את דור העתיד של חוקרי מוח מובילים, הבקיאים במגוון רב של תחומי מחקר ודעת ומשלבים ביניהם לצורך הבנה טובה יותר של המוח האנושי ותוצריו המורכבים. בוגרי התכנית זוכים להצלחה רבה הן בתעשייה והן באקדמיה. קרוב ל-40% מבוגרי התכנית התקבלו במרוצת השנים כחברי סגל אקדמי בכיר במוסדות שונים בישראל ובעולם.
במקביל, מציע המרכז גם תוכנית פוסט-דוקטורט, המיועדת לחוקרים מהארץ ומהעולם. בכל שנה מתקבלים כ-15 פוסט-דוקטורנטים להתמחות במעבדות המחקר של ELSC, הנמשכת עד 4 שנים.
בניין גודמן למדעי המוח
בניין מדעי המוח על שם סוזן וצ'ארלס גודמן, ביתו של ELSC, תוכנן על ידי לורד נורמן פוסטר, מייסד ויו"ר של משרד האדריכלים הבריטי 'פוסטר ושות''. על הליך הבנייה, הופקד משרד האדריכלים הישראלי 'בר שיפמן נתן' והיא חלה בשנת 2013 והסתיימה בשנת 2017.
חזיתו הייחודית של הבניין, המעטר את קו הרקיע של ירושלים, נוצרה בהשראת רישומיו של המדען סנטיאגו רמון אי קחאל, יחד עם הדמיות דיגיטליות של נוירונים אמיתיים אשר סופקו על ידי פרופ' הנרי מרקרם ופרופ' עידן שגב. יחד עם פרופ' אילון ועדיה וצוותי משרד האדריכלים, נארג באלומיניום מעטה הנוירונים המעטר את בניין גודמן.
המבנה בן חמש הקומות, מסודר כשני אגפים מקבילים, המדמים את אונות המוח. שלוש הקומות העליונות מאכלסות 18 מעבדות מחקר המקושרות ביניהן באמצעות פינות ישיבה וחללי עבודה משותפים, במטרה לעודד ולהגשים את החזון האינטרדיסציפלינרי של המחקר במרכז.
קומת הקרקע של המבנה, המהווה את ליבתו של הבניין, כוללת את כיתות הלימוד של המרכז, ספריה, קפיטריה ואודיטוריום בעל 200 מקומות ישיבה. מחוץ לאודיטוריום, מצויה גלריית האמנות ע"ש מרטין דאסו, הפתוחה לקהל הרחב ומציגה בכל שנה תערוכות מתחלפות העוסקות בחיבור שבין מדעי המוח לאמנות.
החצר המרכזית של הבניין, הממוקמת גם היא בקומת הקרקע, נטועה עצי אשכולית ואמת מים, המספקים אווירה קרירה ושלווה.
במסגרת תכנונו האדריכלי של המבנה, הושם דגש משמעותי על אסטרטגיות סביבתיות מתקדמות המאפשרות ניצול מיטבי של אנרגיה וטבע. כך למשל, בבניין ישנו שימוש קפדני בכיווני מזרח ומערב כדי לווסת את עליית החום במהלך חודשי הקיץ. בנוסף, גגו הנפתח של המבנה מאפשר אספקת אור, המצמצמים את צריכת החשמל.
קישורים חיצוניים
- אודות מרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח באתר המרכז.
- מאמרו של פרופ' אילון ועדיה על תהליך הפקת מעטה הנוירונים בבניין גודמן, נדלה ב־29.7.20
הערות שוליים
1. https://elsc.huji.ac.il/about נדלה ב־27.7.2020
2. Hochstein, S. and M. Ahissar, View from the top: Hierarchies and reverse hierarchies in the visual system. Neuron, 2002. 36(5): p. 791-804.
3. Goldstein, R.H., et al., Location and plasticity of the sodium spike initiation zone in nociceptive terminals in vivo. Neuron, 2019. 102(4): p. 801-812. e5.
4. Atlan, G., et al., The claustrum supports resilience to distraction. Current Biology, 2018. 28(17): p. 2752-2762. e7.
5. Trope, M., et al., The role of automatic computer-aided surgical trajectory planning in improving the expected safety of stereotactic neurosurgery. International journal of computer assisted radiology and surgery, 2015. 10(7): p. 1127-1140.
6. Lobentanzer, S., et al., Integrative Transcriptomics reveals sexually dimorphic control of the cholinergic/Neurokine Interface in schizophrenia and bipolar disorder. Cell Reports, 2019. 29(3): p. 764-777. e5.
7. Hutcheon, B. and Y. Yarom, Resonance, oscillation and the intrinsic frequency preferences of neurons. Trends in neurosciences, 2000. 23(5): p. 216-222.
8. Adamsky, A., et al., Astrocytic activation generates de novo neuronal potentiation and memory enhancement. Cell, 2018. 174(1): p. 59-71. e14.
9. Nitzan, E., et al., A dynamic code of dorsal neural tube genes regulates the segregation between neurogenic and melanogenic neural crest cells. Development, 2013. 140(11): p. 2269-2279.
10. Raz, A., E. Vaadia, and H. Bergman, Firing patterns and correlations of spontaneous discharge of pallidal neurons in the normal and the tremulous 1-methyl-4-phenyl-1, 2, 3, 6-tetrahydropyridine vervet model of parkinsonism. Journal of Neuroscience, 2000. 20(22): p. 8559-8571.
11. Ulanovsky, N., L. Las, and I. Nelken, Processing of low-probability sounds by cortical neurons. Nature neuroscience, 2003. 6(4): p. 391-398.
12. Larry, N., et al., Cerebellar climbing fibers encode expected reward size. Elife, 2019. 8: p. e46870.
13. Habib, N., et al., Disease-associated astrocytes in Alzheimer’s disease and aging. Nature Neuroscience, 2020. 23(6): p. 701-706.
14. Gidon, A. and I. Segev, Principles governing the operation of synaptic inhibition in dendrites. Neuron, 2012. 75(2): p. 330-341.
15. Gokhman, D., et al., Reconstructing the DNA methylation maps of the Neandertal and the Denisovan. Science, 2014. 344(6183): p. 523-527.
16. Filo, S., et al., Disentangling molecular alterations from water-content changes in the aging human brain using quantitative MRI. Nature communications, 2019. 10(1): p. 1-16.
17. Van Vreeswijk, C. and H. Sompolinsky, Chaos in neuronal networks with balanced excitatory and inhibitory activity. Science, 1996. 274(5293): p. 1724-1726.
18. Cohen, L., G. Rothschild, and A. Mizrahi, Multisensory integration of natural odors and sounds in the auditory cortex. Neuron, 2011. 72(2): p. 357-369.
