وتشمل القائمة الكاملة للعلماء الخمسين المختارين ثلاثة علماء من إسرائيل
كلمة المحررين
إنجاز للعلماء وتحدي لنظام التعليم
وفي هذا العدد نعرض قائمة الخمسين الذين اختارتهم مجلة ساينتفيك أمريكان والذين قدموا مساهمة فريدة في تقدم العلوم والتكنولوجيا في عام 50. 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” ب. المقالة المميزة في الصفحة 2007 مخصصة أيضًا للإنجاز الفريد الذي حققه باروتشي وبن يعقوب.
التجربة التي أجراها بن يعقوب وباروتشي مثيرة للدهشة في بساطتها وجرأتها. لقد أظهروا لأول مرة أنه من الممكن "إعادة شحن" بعض الذكريات البسيطة في ثقافة أعصاب الدماغ (الخلايا العصبية) في طبق. ويتم الاحتفاظ بالذكريات في نفس الوقت لعدة أيام دون أن تمحى أو "تتداخل" مع بعضها البعض. لقد قاموا بالفعل بإنشاء نموذج أولي لشريحة عصبية مبنية من شبكات الخلايا الحية المتصلة بجهاز الكمبيوتر. إن الاستجابة الإعلامية القوية والإثارة الناجمة عن هذا الاكتشاف ترجع جزئياً إلى حقيقة أن فكرة أخرى وجدت تعبيرها في الخيال العلمي على وشك أن تتحقق. ربما تكون هذه خطوة أولى نحو إنشاء سايبورغ، وهو مصطلح صاغه فريد كلاين وناثان كلاين في عام 1960 لوصف مخلوق يجمع بشكل متكامل بين الإنسان والآلة (كائن سيبرنيتيك) ومنذ ذلك الحين أصبح بطلاً منتظمًا في أعمال الخيال العلمي .
قامت البروفيسورة بيكا سالومون بتطوير نهج مبتكر لعلاج مرض الزهايمر، يعتمد على العاثيات الصديقة للإنسان. تتغلب هذه الطريقة على الصعوبات المصاحبة للمناهج الأخرى التي يتم اختبارها هذه الأيام في التجارب السريرية (سيتم تغطية الإنجاز الخاص للبروفيسور بيكا سولومون في مقالة بارزة في العدد القادم من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل).
ابتكر الدكتور حنان درعي مع أصدقائه مخططًا لبوابة منطقية تتكون من مغناطيس دائم ومستويات جهد وتسمح بالتحكم في دوران الإلكترونات. وبناءً على اختراعهم، اقترحوا مخططًا حاسوبيًا يعتمد على الإلكترونيات السبينية.
ولكن من الطبيعي أن المواطن الإسرائيلي العادي، وليس فقط الباحث عن العلم، سيكون فخوراً وسعيداً بإنجازات علمائنا على الساحة الدولية، لكنه بالتأكيد سيتساءل أيضاً كيف يمكن التوفيق بين ذلك وبين الإنجازات المنخفضة لطلابنا ، في اختبارات ميتزفه الإسرائيلية واختبارات PISA وPIRLS الدولية، والتي نشرت نتائجها في نفس الوقت تقريبًا. لقد أكدت الحكومات الإسرائيلية منذ أجيال على أهمية التعليم والحاجة إلى تطوير رأس المال البشري في البلاد، لكن معظمها لم تخصص الموارد المالية المناسبة لذلك. في السنوات الأخيرة، حدثت تخفيضات كبيرة في ميزانية نظام التعليم، وخاصة في التعليم التكنولوجي والعلمي. وقد قال حكماؤنا: "إذا لم يكن هناك دقيق فلا توراة".
ومن الجدير بالذكر الفجوات الكبيرة في إنجازات الطلاب في هذه الاختبارات بحسب المستوى الاجتماعي والاقتصادي ومختلف قطاعات المجتمع الإسرائيلي. إن الاستقطاب الذي يبدأ في المدارس يتزايد في الكليات والجامعات وأماكن العمل في الاقتصاد الإسرائيلي، وقد يضر بالمرونة الاجتماعية للبلاد. كما أن الطلاب الأميركيين لم ينجحوا أيضاً في اختبارات البرنامج الدولي للطلاب (PISA)، و"أخذوا" مكاناً سيئ السمعة أقل من متوسط الدول الثلاثين الأعضاء في منظمة "التعاون الاقتصادي والتنمية" (OECD). كما تعرض نظام التعليم الأمريكي لانتقادات شديدة في ضوء هذه النتائج. وحتى في الولايات المتحدة، يبرز التناقض بين إنجازات طلابها وحقيقة أن الولايات المتحدة تنتج أكبر عدد من الحائزين على جائزة نوبل. من الواضح أن "عدم تجانس" نظام التعليم في الولايات المتحدة كبلد هجرة، كما كان الحال في إسرائيل في الماضي، له وزن كبير. ولكن بينما تعمل الولايات المتحدة كنقطة جذب للعلماء المتميزين من جميع أنحاء العالم، فإن إسرائيل تفقد جاذبيتها و"تهرب" عقولها إلى الولايات المتحدة والدول الأوروبية المتقدمة.
ويمكن استخدام الأمثلة المعاكسة في الدول الإسكندنافية مثل فنلندا، التي حصل طلابها على المراكز الأولى في الاختبارات الدولية. وفي هذه البلدان، تعتبر أنظمة التعليم أكثر تجانساً ومساواة، مع مناهج موحدة في جميع المدارس. نعلم جميعا أين ذهب حلم دافيد بن غوريون بتوفير تعليم حكومي موحد ومتساوي للجميع. هذا هو التحدي الذي يواجه جهاز التعليم في إسرائيل: تقليص الفجوات التعليمية بين طبقات وقطاعات المجتمع من جهة، وتعزيز الطلاب المتفوقين من جهة أخرى. هذه هي الطريقة الوحيدة التي يمكننا من خلالها أن نضيف إلى الإنجازات الدولية للعلماء الإسرائيليين ونباركها في الأجيال القادمة.
إن الإفراط في التفاؤل التكنولوجي يشكل خطرا يتربص دائما بالمهنيين والهواة على حد سواء الذين يتابعون الابتكارات، من الذكاء الاصطناعي إلى السيارة الطائرة. لكن في بعض الأحيان تلبي التقنيات الجديدة حتى أعنف التوقعات.
إن قائمة مجلة Scientific American التي تضم 50 شركة تم اختيارها لعام 2007 مليئة بأمثلة الآلات أو المواد الجديدة التي تقترب من المعنى الحقيقي لكلمة "الابتكار" بمعنى أنها جديدة تمامًا بالفعل. قام أحد الفائزين بتطوير جهاز قادر على قياس الزيبتو لتر، وهو ما يعني أحجام جزء من مليار من مليار من الملليلتر. ووجد فائز آخر طريقة تسمح لك بشحن الهاتف المحمول دون توصيله بالكهرباء - كل ما عليك فعله هو الجلوس والهاتف في جيبك بجوار ملف الشحن الموجود في السقف. وهناك ابتكار آخر يعد بتمهيد الطريق لعلاج الأمراض الغامضة والمميتة التي تسببها البريونات مثل مرض جنون البقر.
نحن في ساينتفيك أمريكان إسرائيل، فخورون بشكل خاص بضم ثلاثة علماء إسرائيليين، جميعهم من جامعة تل أبيب، الذين فتحت اكتشافاتهم آفاقًا جديدة في دراسة التفكير وعلاج مرض الزهايمر: البروفيسور بيكا سالومون، البروفيسور إيشيل بن - يعقوب وإيتي باروتشي.
يتمتع الفائزون هذا العام بالقدرة على المساهمة بشكل أكبر في صحة الإنسان والإلكترونيات الاستهلاكية والعديد من المجالات الأخرى، أكثر من مجرد مضاد للاكتئاب آخر "يلعب" بمستويات السيروتونين أو أي معالج صغير آخر أسرع قليلاً. ما فعلوه كان جديدًا تمامًا.
قائد العام في مجال البحث
1. جمعية باحثي مؤسسة ويلكوم للمسح الجيني المقارن
قائد العام في مجال الأعمال
2. أوميريس للتكنولوجيات الحيوية، إميريفيل، كاليفورنيا
قائد العام في صنع السياسات
3. مؤسسة جائزة X، سانتا مونيكا، كاليفورنيا
الفائزون الآخرون هم في مجالات البحث والأعمال وصنع السياسات
تواصل مع مستقبل خالٍ من الكابلات
4. مارين سوليجيك، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) (للأبحاث)
5. شركة أبل (أعمال)
6. روبرت جريست، جامعة إلينوي في أوربانا شامبين وواين دي سيلفا، كلية بومونا (بحث)
انتقل من هنا إلى هناك
7. مانجوناث إن سوامي، معهد أمراض المناعة بكلية الطب بجامعة هارفارد (بحث)
8. هانز بومانز وزملاؤه في المنظمة الهولندية للأبحاث التطبيقية
بدائل الوقود
9. جيمس أ. دوميسيك، جامعة ويسكونسن ماديسون (بحث)
10. رادوسلاف ر. أدسيك، المختبر الوطني الأمريكي في بروكهافن (بحث)
11. شيلي د. مينتير وتمارا كلوتزباخ، جامعة سانت لويس (بحث)
محاربة السموم في المنزل
12. باتريشيا أ. هانت، جامعة ولاية واشنطن (بحث)
13. الجمعية الصيدلانية الأمريكية وخدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية (السياسة)
قياس الأصغر
14. بيتر دبليو سوتر وإيلي أ. سوتر، مختبر بروكهافن الوطني الأمريكي (بحث)
15. مجموعات من الفيزيائيين من جامعة هوكايدو باليابان وجامعة بريستول بإنجلترا (بحث)
تجنيد البعوض لمكافحة الملاريا
16. مارسيلو جاكوبس لورنا، جامعة جونز هوبكنز (بحث)
17. بروس أ. هاي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك) (للأبحاث)
العالم المادي
18. نانسي ر. سوتوس وسكوت ر. وايت، جامعة إلينوي في أوربانا شامبين (بحث)
19. بينوا رومان وخوسيه بيكو، معهد التعليم العالي للكيمياء الصناعية والفيزياء بباريس (بحث)
20. روبن ج. هيكس، جامعة فيكتوريا، كولومبيا البريطانية، كندا وراجاسبان جاين، جامعة وندسور، أونتاريو (بحث)
21. سيرجي ديموكريتوف، جامعة مونستر، ألمانيا (بحث)
رؤى عصبية
22. إيتاي باروتشي وأشيل بن يعقوب، جامعة تل أبيب (بحث)
للحصول على المقال كاملاً – رؤى عصبية
23. ريتشارد د. سميث، المختبر الوطني لشمال غرب المحيط الهادئ بالولايات المتحدة وديزموند ج. سميث، جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس (أبحاث)
24. ستينا إم. تاكر، وإستر أو. وخوان ك. ترونكوسو، كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز (الأبحاث)
25. بيكا سولومون، جامعة تل أبيب (بحث)
التلاعب بالضوء
26. يوري فلاسوف، مركز أبحاث آي بي إم توماس جي واتسون (بحث)
27. تاكاسومي تانابي، مختبرات NTT للأبحاث الأساسية، اليابان (الأبحاث)
28. أ. فريد شوبرت، معهد رينسيلار للفنون التطبيقية (بحث)
29. يوجين س. بولسيك، معهد نيلز بور بجامعة كوبنهاجن وإجناسيو سيراك، معهد ماكس بلانك للبصريات الكمومية، ألمانيا (بحث)
التقدم في الحرب ضد البريونات
30. جيوفانا آر مالوتشي، معهد لندن لطب الأعصاب (بحث)
31. روبرت روهور، المركز الطبي لشؤون المحاربين القدامى في بالتيمور (بحث)
الطاقة الشمسية تحصل على دفعة
32. جريجوري س. إنجل، جامعة شيكاغو (بحث)
33. ستيفان فان ديسيل وزملاؤه من معهد رينسيلار للفنون التطبيقية (بحث)
السيطرة على الخلايا الجذعية
34. شينيا ياماناكا، جامعة كيوتو (بحث)
35. فيدونغ يانغ، جامعة كاليفورنيا، بيركلي، وبروس ر. كونكلين، معهد جلادستون للقلب، سان فرانسيسكو (أبحاث)
36. فرانك د. ماكيون، كلية الطب بجامعة هارفارد (البحث)
37. كيفن إيجان، معهد هارفارد للخلايا الجذعية (بحث)
رش وتدور
38. ماساهيرو فوروساوا، شركة Seiko-Epson، اليابان (الأعمال)
39. حنان درعي، جامعة كاليفورنيا في سان دييغو (بحث)
استعادة إلى الكمال
40. تود أ. كويكن، معهد شيكاغو لإعادة التأهيل (بحث)
41. دين كامين، من جمعية DEKA للبحث والتطوير (بحث)
42. كاتو تي. لورنسين، جامعة فيرجينيا (بحث)
الطريقه الأسرع
43. دومينيك شولتز، جامعة كارلسروه، ألمانيا (بحث)
44. جوجل (الأعمال)
45. IntelliOne (الأعمال)
من الرؤية الثاقبة إلى النوم أحلى
46. بريان شولكين، معهد رينسيلار للفنون التطبيقية
47. لورانس سي. روما، جامعة بنسلفانيا والمختبرات البيولوجية، وودز هول (الأبحاث)
48. أكتيليون للمواد الصيدلانية، إلشويل، سويسرا (أعمال)
49. كونور ر. كافراي، جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو (بحث)
50. إلاريا كابوا، جامعة فيالي، بادوا، إيطاليا (السياسة)
رؤى عصبيةصمم علماء الأحياء ذاكرة على شريحة إلكترونية وطرقًا جديدة لعلاج مرض الزهايمر
كيف تصنع الذكريات؟ ولتوضيح الطريقة التي تحدث بها العملية على المستوى الأساسي، قام علماء الفيزياء الحيوية في جامعة تل أبيب بإعادة إنشائها باستخدام خلايا عصبية متصلة بشريحة كمبيوتر. وضع إيتاي باروتشي وإيشيل بن يعقوب خلايا عصبية مأخوذة من أجنة الفئران على شريحة وربطوا 64 قطبًا كهربائيًا لتسجيل نشاط الخلايا. ورأى الباحثون أن الخلايا العصبية ترسل إشارات بنمط موحد كلما تم تقطير مادة محفزة في نفس المكان على الشريحة. وبعد فترة من الوقت، بدأت الخلايا العصبية في إرسال نمط الإشارة حتى بدون التحفيز الكيميائي. ويعتقد الباحثون أن هذه هي النقطة التي يتم فيها حرق الذاكرة. [أنظر المقابلة مع باروتشي وبن يعقوب في قسم الأضواء في الصفحة 22.]
إن فهم الاختلافات بين البروتينات التي تنتجها أنسجة المخ السليمة والبروتينات المنتجة في الأنسجة المريضة قد يسمح باتباع نهج جديد في التشخيص. قام ريتشارد د. سميث من المختبر الوطني لشمال غرب المحيط الهادئ الأمريكي وديزموند ج. سميث من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس بإنشاء نظام معقد لتحليل البروتين يجمع بين الأجهزة المتقدمة وطرق التصوير المتطورة. يتيح النظام فحص مكعبات بحجم ملليمتر واحد من أنسجة المخ لزوج من الفئران السليمة. وحدد الباحثون مدى انتشار 1,028 بروتينًا في الأنسجة. سوف تستخدم التجارب المستقبلية هذه الطريقة لمقارنة أنسجة المخ السليمة مع أنسجة المخ الناتجة عن مرض التنكس العصبي.
هناك حاجة إلى طرق تشخيص أفضل بشكل خاص لمرض الزهايمر. قامت ستينا إم. تاكر، وإستير أوه، وخوان ك. ترونكوسو من كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز بتطوير طريقة تشخيصية تستخدم الأجسام المضادة التي ترتبط ببروتينات أميلويد بيتا. تشكل هذه البروتينات لويحات ضارة في أدمغة مرضى الزهايمر. الأجسام المضادة المرتبطة بالبروتينات في المرحلة المبكرة من المرض الشبيه بمرض الزهايمر في الفئران المعدلة وراثيا. قد تؤدي النتائج إلى إجراء اختبارات على البشر، والتي، مع الأدوية قيد التطوير حاليًا، يمكن أن تحبط المرض بالعلاج الوقائي.
قد يكون أحد الخيارات هو الجمع بين الاختبار والعلاج باستخدام العاثيات - الفيروسات التي تصيب البكتيريا - لتفتيت اللويحات الضارة. قدمت بيكا سولومون من جامعة تل أبيب أول دليل على هذا الاحتمال من خلال إدخال العاثيات عن طريق رذاذ الأنف في أدمغة 100 فأر معدل وراثيًا طورت لويحات تشبه مرض الزهايمر. وبعد عام من العلاج، كان لدى الفئران المعالجة عدد أقل من اللويحات بنسبة 80٪ مقارنة بالفئران غير المعالجة. [سيتم نشر مقابلة مع بيكا سولومون في العدد القادم من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل.]
