השאלה שמעניינת אותי ומובילה את המחקר שלי היא איך המוח שלנו מתארגן, או במילים אחרות: איך תאי העצב שמרכיבים את מערכת העצבים שלנו יוצרים רשתות של תאים ש"מדברים" אחד עם השני, מעבירים מידע, חושבים מחשבות או שולחים שלוחות לכל אברי הגוף, מרשתים אותו ומפעילים אותו.
מה שהופך את הבעיה הזאת לכל-כך מסובכת הוא המספר הגבוה של תאי עצב: קרוב למאה מיליארד. מה שמסבך את האתגר עוד יותר הוא המבנה המורכב של תאי העצב עצמם: כל תא נראה כמו שמש מרובת קרניים, והוא מתחבר לאלפי תאים שכנים, קרובים ורחוקים. במחקר שלנו ראינו שרשת עצבים מתארגנת באופן דומה, מבחינת מבנה, לרשתות תקשורת כדוגמת וואטסאפ: קבוצות שמחוברות יחד ומסרים שעוברים באופן יעיל. בשיחות עם סטודנטים צעירים אני מציעה להם ללמוד איך המוח מעביר מידע בצורה כל כך יעילה, בתקווה שחקר המוח יעזור לנו לשפר גם את טכנולוגיות התקשורת שאנחנו משתמשים בהן היום.
רשת תאי עצב שגדלה על רכיבים עם מבנים טופוגרפיים, שמכוונים את צמיחת התאים ומהווים בסיס לרכיבים לשיקום עצבי אחרי פגיעה. בכחול גרעיני התאים, בירוק (צביעת טובולין) גופי התאים ןהשלוחותרשת תאי עצב שגדלה על רכיבים עם מבנים טופוגרפיים, שמכוונים את צמיחת התאים ומהווים בסיס לרכיבים לשיקום עצבי אחרי פגיעה. בכחול גרעיני התאים, בירוק (צביעת טובולין) גופי התאים ןהשלוחות
רשת תאי עצב שגדלה על רכיבים עם מבנים טופוגרפיים, שמכוונים את צמיחת התאים ומהווים בסיס לרכיבים לשיקום עצבי אחרי פגיעה. בכחול גרעיני התאים, בירוק (צביעת טובולין) גופי התאים ןהשלוחות
(צילום: אלון ריכטר-לוין, גנית אינדק ונמרוד עירוני, בעזרתה של עירית שובל מהמרכז לננוטכנולוגיה בבר אילן )

אותי מעניין להבין איך המערכת מתפקדת, איך היא מתארגת ונבנית, ומהם העקרונות הפיסיקליים ההנדסיים שמנחים את התארגנות המוח וצמיחתו. בתחילת המחקר השאלה שהנחתה אותי הייתה על גבול הפילוסופיה. ניסיתי להבין מה הקשר בין מבנה רשתות עיצביות לתפקיד שלהן, ומה קדם למה – המבנה לתפקוד או להיפך. אלה שאלות שחקרתי בכלים מתמטיים פיסיקליים כסטודנטית לדוקטורט, בהנחייתם של פרופ' אשל בן-יעקב ז"ל מהמחלקה לפיסיקה ופרופ' אמיר אילי מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב. במחקר שילבתי גם עבודה חישובית וגם ניסיונית, כלומר גידלתי רשתות של עצבים בצלוחיות ועקבתי אחריהן.
מאז שהתחלתי במחקר עצמאי ופתחתי את מעבדת המחקר בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן אני משלבת בין מחקר בסיסי לבין פיתוח יישומים לשימושים רפואיים. המחקר הוא רב-תחומי וכך גם קבוצת המחקר. קבוצת המחקר שלי כוללת סטודנטיות וסטודנטים וחוקרים ממגוון תחומים, כגון פיסיקה, כימיה, מדעי החיים וכמובן הנדסה. אנחנו מפתחים שיטות לשיקום עצבי אחרי פגיעה או מחלה, רכיבים שאפשר להשתיל במערכת העצבים שמעודדים צמיחה מחודשת. המחקר מתקדם מעבודה בתרבית תאים לעבודה עם חיות, ואנחנו מקווים שיום יבוא ואחת המערכות שלנו תשמש לשיקום בבני אדם.

פרופ' אורית שפי פרופ' אורית שפי
פרופ' אורית שפי
(צילום: דיויד גראב)

מתקופת התמחות הפוסטדוקטורט שלי בסן דייגו, מיד אחרי הדוקטורט, הבאתי כלי שהייתי שותפה בפיתוחו, ומסוגל להחדיר תרופות וחומרים שונים לתוך רקמות, ובכלל זה - למוח. גם כלי זה אנחנו משלבים בפיתוחים שלנו. לאחרונה הרשתות שגידלנו בתרבית למחקר שימשו גם השראה ליצירות אומנות, שמוצגות במוזיאון האומנות החדש שהוקם במרכז לננוטכנולוגיה בבר אילן אליו אני משתייכת. זו הייתה חוויה יוצאת דופן. האומנית, ורדי בוברוב, יצרה רשתות עצבים מאלפי גומיות. קיימנו דיון על תכונות מכניות של תאים, ובעקבותיו ורדי בחרה חומרים מתאימים ליצירתה. זו הייתה עבורי חשיפה מעניינת ודיאלוג בין עולמות לכאורה שונים אבל לא ממש.
אני לא מהחוקרים שחשבו להיות פרופסור באוניברסיטה כבר מגיל צעיר. תמיד אהבתי מדעים, אבל לא הכרתי את עולם המחקר. כל שלב שעברתי הוביל אותי לשלב הבא ופתח לי את התיאבון לעוד. מאז שהקמתי את קבוצת המחקר אני מרגישה שמצאתי את מקומי. עבודת המחקר מרתקת ומפרה, החופש לבחור מה לחקור הוא ממשי ומשכר. זה מסלול מקצועי שבו אתה כל הזמן מתקדם, כל הזמן מתמודד עם אתגרים. זו אינה עבודה שקטה ורגועה של אדם אחד, ההיפך, זהו מאמץ קבוצתי בסביבה תוססת עם אנשים מוכשרים ומעניינים. כל הזמן.
פרופ' אורית שפי, הפקולטה להנדסה, מרכז הננו והמרכז לחקר המוח ע"ש גונדה. אוניברסיטת בר-אילן
חוקרים פרטיים הוא מדור שבועי ב-ynet, שבו מסבירים חוקרים מדוע החליטו לעסוק בתחום המחקר שלהם. המדור נערך בסיוע פרופ' ליאת קוזמא ופרופ' אבי שרודר מהאקדמיה הצעירה הישראלית.