הנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה: כוח המוח

לימודי נוירו-הנדסה בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן פותחים דלת להתמודדות עם אחד האתגרים המדעיים הגדולים ביותר של זמננו – הבנת המוח האנושי.. לצד היכולת להבין את המוח, לטפל ולרפא מחלות הקשורות בו, כמו למשל אלצהיימר ופרקינסון, קיים גם הרצון לנסות ולהתאים אליו את הטכנולוגיה בצורה שתאפשר לנו להתממשק עם המוח, לקלוט ממנו מידע בצורה אופטימלית ולשדרג אותו. מדענים כבר הצליחו להשתיל בגולגולתו של אדם, שנולד עם עיוורון צבעים חמור, אנטנה שמתרגמת צבעים לצלילים, ומחוברת לצ'יפ שבאמצעותו הוא יכול לקבל אימיילים, הודעות ושיחות קוליות ישירות לתוך ראשו. זה נקראBMI – Brain Machine Interface , וזה אחד מתחומי המחקר והפיתוח החמים והמבוקשים ביותר בעולם הטכנולוגיה בכלל ובתחום של נוירו הנדסה בפרט.

מה תפקידם של מהנדסי חשמל המתמחים בנוירו-הנדסה?

מהנדסי ומהנדסות חשמל המתמחים בנוירו-הנדסה עוסקים בפתרון בעיות ופיתוח טכנולוגיות בתחום המוח, אם זה במדידת נתונים מפעילות המוח על חלקיו השונים, איסוף וניתוח שלהם בכלים המשמשים לביג-דאטה, הבנה עמוקה שלהם, ובהתאם - תכנון התקנים שיתעלו את עבודת המוח בצורה יעילה יותר, ויתנו מענה לבעיות נוירולוגיות ומוחיות.

לקבלת מידע נוסף בנושא מגמת נוירו הנדסה בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן צרו קשר דרך עמוד צור קשר ונחזור אליכם בהקדם.

למי מתאימים לימודי הנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה?

לימודי הנדסת חשמל עם התמחות בנוירו-הנדסה מתאימים לבעלי חשיבה כמותית ויכולת מצוינת במתמטיקה, פיזיקה וביולוגיה, בעלי סקרנות מדעית ותשוקה אמיתית לחקור את המוח האנושי, להבין אותו ולתכנן את הטכנולוגיה שתתקשר איתו בצורה אופטימלית.

למה כדאי לי ללמוד הנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה בבר-אילן?

תוכנית לימודי נוירו-הנדסה של בר-אילן היא התוכנית היחידה בארץ מסוגה, והיא מותאמת לאופי הבינתחומי של המחקר. מטרתה היא לאפשר לבוגרי ובוגרות הנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה ליישם כלים אנליטיים וניסיוניים ממדע ההנדסה לתחום מדעי המוח. בבסיס התוכנית לימודי הנדסה התואמים לתוכנית בהנדסת חשמל, הכוללים העמקה במדעי היסוד מתמטיקה, פיזיקה ומחשבים. לצידם, ילמדו הסטודנטים קורסים בפיזיולוגיה, נוירו-פיזיולוגיה ונוירו-אנטומיה, הניתנים בבית הספר למדעי המוח של בר-אילן, וקורסים ייחודיים שנבנו במיוחד עבור תוכנית לימודי הנדסת חשמל במגמת נוירו הנדסה, והכל באווירה המשפחתית ובסביבה הנעימה והתומכת של הפקולטה להנדסה של בר-אילן.

מי עומד בראש התוכנית ללימודי הנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה בבר-אילן?

בראש התוכנית ללימודי הנדסת חשמל עם התמחות בנוירו-הנדסה עומד ד"ר שחר אלון. ד"ר אלון התמקד בפיזיקה חישובית, ניתוח נתונים ומדעי המוח, התמחה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT)  ופיתח טכנולוגיה מהפכנית המאפשרת למדוד את המיקום הפיזי המדויק של מיליוני מולקולות בתוך הרקמות. טכנולוגיה זו יעילה במיוחד עבור חקר רקמות המוח וחקר רקמות סרטניות. עם הגיעו לבר-אילן, הקים ד"ר אלון את המעבדה לגנומיקה מרחבית, בה הוא חוקר את המולקולות המרכיבות את החומר הגנטי, ובמיוחד מולקולות RNA. בשנת 2023 זכה ד"ר אלון במענק ERC היוקרתי של האיחוד האירופי, המוענק למחקרים פורצי דרך, בעבור מחקרו העוסק באינטראקציה בין תאים חיסוניים לתאים סרטניים.

מה נלמד במהלך התואר בהנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה?

התוכנית ללימודי הנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה מעניקה לסטודנטים בסיסי חזק של הנדסת חשמל, כמו גם ידע מדעי נרחב בהבנת מערכות עצביות - מהרמה המולקולרית, דרך רמת רשתות הנוירונים ועד לרמת המוח השלם במצבי בריאות וחולי. השנתיים הראשונות נלמדות במקביל ללימודי הנדסת חשמל הכלליים, ובהם ניתן לסטודנטים ולסטודנטיות בסיס יציב במקצועות היסוד של הנדסה: מתמטיקה, פיזיקה, אלקטרוניקה ותכנות. בהמשך, מתפצלת המגמה ללימודים ממוקדי נוירו-הנדסה, תוך שימת דגש על ארבעה תחומים: למידת מכונה, נוירו-גנומיקה ומידול רשתות נוירונים; טכנולוגיות דימות מוח; פיתוח כלים טיפוליים בדגש על מעבר מחסום דם-מוח; וממשק מוח-מכונה. חלק מהקורסים הם קורסי מבוא במדעי המוח, ויינתנו מטעם המרכז הרב תחומי לחקר המוח ע״ש גונדה באוניברסיטה. לימודי הנדסת חשמל במגמת נוירו-הנדסה נחלקים לשלושה אשכולות, ועל הסטודנטים לבחור שלושה קורסים לפחות מאותו האשכול:

אשכול חישוביות: מציע קורסים כמו חישוב ביולוגי, כריית מידע רפואי, ביו-אינפורמטיקה, בקרה למערכות ביולוגיות, למידה מבוססת חיזוקים.

אשכול נוירו-ביולוגיה ודימות: מציע קורסים כמו הפרעות ומחלות עצביות, פסיכו-ביולוגיה, נוירו-אנטומיה, פביכולוגיה קוגניטיבית ודימות רפואי.

אשכול נוירו-טכנולוגיה: מציע קורסים כמו ביו סנסורים וביו צ'יפים, אלקטרופיזיולוגיה כמותית וממשק מוח מחשב, מחלות עצביות - טכנולוגיות לאבחון וטיפול, ממשק אדם מכונה, נושאים מתקדמים בשיקום והנדסת רקמות.

מהם אפשרויות התעסוקה לבוגרי ובוגרות לימודי הנדסת חשמל המתמחים בנוירו-הנדסה?

הנה דוגמאות לחלק קטן מהדברים בהם יכולים לעסוק מהנדסי חשמל עם התמחות בנוירו-הנדסה:

מיפוי מוחי: על אף ההתקדמות המחקרית והמדעית הגדולה בכל הנוגע לידע שלנו על המוח, יש לנו עוד דרך ארוכה לעבור לפני שנצליח להבין לחלוטין איך בדיוק הוא עובד. לכך, מסייעות טכנולוגיות העסוקות במיפוי של המוח, כריית נתונים ממנו וניתוח שלהם באמצעים של למידת מכונה ושל ביג-דאטה. בכך עוסקת למשל ד"ר יערה ארז, המפענחת סיגנלים מוחיים משיטות דימות שונות, ומנסה להבין איך הם קשורים לתפקוד ותהליכי חשיבה. בין השאר, השתתפה ד"ר ארז במחקר על חולים הסובלים מגידולים במוח, וביצעה בהם מיפוי מוחי תוך כדי הניתוח להסרת הגידול, שנעשה בערות מלאה. מטרת שיתוף פעולה הייתה לסייע למנתחים להוריד כמה שיותר רקמות נגועות בגידול, מבלי לפגוע בתפקודי מוח חיוניים.

ממשק אדם מכונה: תחום ה-BMI – Brain Machine Interface, המאפשר להתחבר למוח באמצעות כלים הנדסיים, הוא תחום מתקדם ומבוקש מאוד בתעשייה, וחברות רבות נכנסות אליו, ובהן למשל גוגל, פייסבוק ונוירולינק, החברה של אילון מאסק. גם באקדמיה יש לתחום ביקוש: עולם המחקר במדעי המוח משווע לטכנולוגיות חדשות שיאפשרו למדוד פעילות מוחית בצורה רחבת היקף, לאבחן ולטפל במחלות נוירולוגיות (כגון אלצהיימר), להגיע להבנה אמיתית של המוח ולענות על שאלות כמו איזה פעילות מתרחשת איפה במוח.

טיפול במחלות מוח: נוירו הנדסה עוסקת גם בתחום של טיפול במחלות מוח. אחת הבעיות עם טיפול במחלות נוירולוגיות, כמו אלצהיימר למשל, ובמחלות מוח כמו סוגים שונים של סרטן, היא מחסום דם-מוח, המגן על המוח ומונע מחלקים זרים – ועבור המוח התרופה נחשבת זרה - להיכנס אליו. תחום הנוירו-הנדסה מנסה למצוא פתרונות לבעיה זו, ובזאת עוסקת למשל פרופ' רחלה פופובצר. הטכנולוגיה שפיתחה פרופ' פופובצר מאפשרת להוביל את התרופות אל המוח באמצעות ננו-חלקיקי זהב, המתחברים לחלקים שמחסום דם-מוח מכיר ומזהה, ולכן נותן להם לעבור. הטכנולוגיה שפיתחה פרופ' פופובצר נמצאת בשלבים אחרונים של מיסחור.

לקבלת מידע נוסף בנושא מגמת נוירו הנדסה בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן צרו קשר דרך עמוד צור קשר ונחזור אליכם בהקדם.

 

  לקבלת מידע נוסף:

	טל: 03-5317733 שלוחה 1
	052-8745042    WhatsApp: 052-3956306
	Engineering.Faculty@biu.ac.il
	https://www.facebook.com/Engineering.biu