הדוקטורנטית ויקה טרלה זכתה במלגת נשיא המדינה

ויקה טרלה, סטודנטית לתואר שלישי בהנדסת חשמל, זכתה במלגת נשיא המדינה למצוינות וחדשנות מדעית. 20 מלגות בלבד הוענקו השנה, לדוקטורנטים ודוקטורנטיות מצטיינים מכל האוניברסיטאות בארץ, שעבודות המחקר שלהם מתמקדות בחדשנות בתחומי המדע ובטכנולוגיות רפואיות אל מול אתגרי התקופה. ויקה, בהנחייתו של ד"ר ניסן אוזנה, עוסקת בפיתוח שיטות אופטיות לא פולשניות למדידות זרימות דם במוח לצרכים קליניים ותפקודיים. במסגרת מחקרה היא מפתחת מודלים תאורטיים במקביל למערכות ניסיוניות שכבר נבדקות בחדר הניתוח.

ויקה, בת 41, היא בוגרת תואר ראשון כפול בהנדסת חשמל ובפיזיקה מאונ' תל אביב. עם סיום התואר עבדה שנתיים בתעשייה, ואחר כך המשיכה לתואר שני בביו-פיזיקה במכון ויצמן. "רציתי להכיר גם את הביולוגיה, שהיא חלק מהותי מחיינו ומהטבע, עם קריצה לכיוון הרפואה", היא מספרת. עם סיום התואר השני חזרה לתעשייה, למערכת הביטחון, ועבדה כשבע שנים בתחום האלקטרואופטיקה. "כשהחלטתי שאני רוצה לחזור לאקדמיה חיפשתי בכל האוניברסיטאות בארץ, עברתי מעבדה-מעבדה, קראתי הרבה מאמרים, דברתי עם הרבה אנשים", היא נזכרת. "בסופו של דבר הגעתי לפרופ' אורית שפי, והיא אמרה לי – יש לנו חוקר חדש והוא תפור עלייך. ככה הגעתי לד"ר ניסן אוזנה. נכנסתי למעבדה חדשה לחלוטין, חדר פחות או יותר ריק, שני סטודנטים ושולחן אופטי. אבל מרגע שדברתי עם ניסן – הבנתי מהר מאוד שזה זה".

ויקה היא הדוקטורנטית הראשונה אותה מנחה ד"ר אוזנה, חוקר במסלול ביו-הנדסה, במגמת נוירו-הנדסה וחבר במרכז הננו ובמרכז גונדה למדעי המוח של בר-אילן. "אני מרגישה שהעובדה שהגעתי עם ניסיון מהתעשייה עשה לי שירות טוב, כי הגעתי הרבה יותר בוגרת, הבנתי שאני נכנסת לתאריך ארוך ונהניתי להיות שותפה בבנייה של המעבדה החדשה. אני מאוד מתלהבת מהנושא וזו מעבדה נפלאה מבחינה חברתית. אני מאוד מרוצה", מצהירה ויקה.

המעבדה מתמקדת בנוירו-פוטוניקה: מדידה באמצעות אור של פרמטרים שונים במוח. "אני עוסקת בעיקר במדידה של קצב ונפח זרימת הדם במוח. יש לנו מערכת קומפקטית, לא פולשנית, שמוצמדת למצח וכוללת שני סיבים: סיב אחד ששולח אור, באמצעות קרן לייזר, אל תוך הראש, וסיב שני שאוסף את האור אחרי שכבר עבר בתוך המוח", היא מסבירה. "מדידה מהסוג הזה יכולה לשמש למגוון תחומים. למשל, בבדיקת השפעה של תרופות: כשלוקחים תרופה שמשפיעה על המוח, האזור המופעל צורך יותר חמצן, ולכן זרימת הדם אליו עולה. כך, תיאורטית, ניתן לבדוק תגובה של תרופה עוד לפני שרואים הבדל פזיולוגי/התנהגותי. פרויקט אחר שלנו עוסק במדידות פונקציונליות: איך מטלות קוגניטיביות שונות, למשל פעולות חיבור וחיסור, או מטלות זיכרון, משפיעות על זרימת הדם לאזורים שונים של המוח. זה עוזר לנו לדעת איזה חלק של המוח פעיל באיזה סוג של פעילות קוגניטיבית, וזה צעד ראשוני בדרך לממשק מוח-מחשב. יש לנו סטודנטים שעובדים על פיתוח מערכות AI שידעו לעשות את הקישור. בנוסף, הטכנולוגיה יכולה לשמש לא רק במדידות מוח, אלא למדוד כל אזור אחר בגוף. למשל, טונוס שרירים אחרי מאמץ".

הטכנולוגיה ששומרת על המוח במהלך הרדמה

מלגת נשיא המדינה הוענק לויקה בשל פיתוח טכנולוגיה שתסייע לרופאים מרדימים למדוד את זרימת הדם במוח במהלך ניתוחים הנעשים תחת הרדמה מלאה. "במהלך ההרדמה לפעמים לחץ הדם יורד, ובגלל שהמוח הוא אזור סופר רגיש, אם לא מגיע אליו מספיק דם, או שהדם מגיע לאט מדי – יכול להיווצר נזק קוגניטיבי. מדובר בנושא קריטי ממש, ולמרדימים היום אין שום כלי לניתור רציף של זרימת הדם למוח. הציוד שיש מסורבל, ולא מודד את הזרימה באופן רציף" מסבירה ויקה. "הטכנולוגיה שלנו יכולה לתת לזה מענה. אנחנו מנצלים לטובתה את העובדה שהלייזר מייצר אור קוהרנטי, אחיד, שיכול לעשות התאבכות עם עצמו. בזכות התכונה הזאת, המערכת שלנו שולחת אור של לייזר למוח, ומייצרת פלט שמראה לנו תבנית ספקלס (Speckles), תמונה עם אזורים חשוכים ואזורים מוארים. מהתבנית הזאת אנחנו מחשבים את שינוי הזרימה של הדם, בהתאם לחדות התמונה. זה קצת כמו להבים של מסוק – כאשר הם נעים במהירות, הם נראים מטושטשים, וככל שהפרופלור מאט הלהבים הופכים ברורים יותר. כך גם בזרימה. כאשר הזרימה מהירה, התמונה תתקבל מטושטשת. כשהיא איטית יותר – תתקבל תמונה יותר חדה. המדידה דורשת, כמובן, אלגוריתמיקה מסובכת, הסרת רעשים ועיבוד מידע רב".

הפרויקט, מציינת ויקה, נעשה בשיתוף פעולה עם מספר קבוצות מחקר ברחבי העולם, ובהן קבוצה בבוסטון שעוסקת גם בפיתוח הטכנולוגיה, וקבוצה ביפן, שעושה שימוש בטכנולוגיה לאפליקציות נוספות וגם משווה מול  מדידות מסוגים אחרים. בימים אלו, המחקר מבוצע בשיתוף עם מנתחים ומרדימים מבית החולים שערי צדק , והנתונים נמדדים על חולים אמיתיים במהלך ניתוח. "אני חושבת שהעובדה שהטכנולוגיה הזו אפליקטיבית עזרה מאוד עם הזכייה במלגת הנשיא, כי חיפשו טכנולוגיות שיישמו דברים מהאקדמיה לעולם האמיתי", אומרת ויקה. "הטכנולוגיה הזו יכולה להועיל מאוד לרפואה, לאנושות, וזה גם מה שהניע אותי לבחור בנושא הזה. היה לי חשוב שזה לא יהיה משהו תיאורטי מדעי גרידא, אלא משהו שבאמת יועיל לעולם ויהיה בו שימוש, ואני אוכל לעסוק בו גם אחרי שאני מסיימת את הדוקטורט. אם הטכנולוגיה תעבור בשנים הקרובות תהליך של מסחור - אני מקווה להשתלב בתהליך".