NEWS

פריצת דרך חדשה בנושא זה הושגה במחקר בהובלת הדוקטורנט אביב קרניאלי ומנחה הדוקטורט שלו, פרופ' עדי אריה, מבית הספר להנדסת חשמל בפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב. במחקר, שנערך עם פרופ' גיא ברטל והדוקטורנט שי צסס מהפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי בטכניון, מתוארת דרך שבה אפשר לגרום לקרני אור להתנהג כמו אלקטרונים עם ספין ולגרום לחומרים עם תגובה אופטית להתנהג כמו חומרים מגנטיים. "מכיוון שקל הרבה יותר להנדס אור וחומרים אופטיים, אפשר יהיה לחקור באמצעותם את התכונות של החומרים המגנטיים," אומר פרופ' אריה. "ב-30 השנים האחרונות הצטבר ידע עצום בתכנון של התקנים וטכנולוגיות בתחום המידע המגנטי, ועכשיו אפשר יהיה לקחת את הידע הזה ולייצר באמצעותו התקנים אופטיים."

בתמונה: הדוקטורנט אביב קרניאלי ​

במאמר בחרו החוקרים לתת דוגמה להתקן עתידי שכזה, המבוסס על "אפקט הול הטופולוגי" – אפקט קוונטי המתרחש כאשר חלקיק ספין חולף ליד אותם "קיפודים מגנטיים". "אפשר לחשוב על האפקט הזה כמו 'בעיטת בננה' בכדורגל," מסביר אביב קרניאלי. "חלקיק שנע ליד סקירמיון מגנטי מעקל את מסלולו כתלות בכיוון הספין שלו, שזה דבר מאוד יעיל אם רוצים להחליט לאן עובר זרם – כמו מתג. בחומרים מגנטיים אמיתיים לא יודעים איך לשלוט באפקט הזה, אלא רק לראות שהוא קיים, ואנחנו מראים איך באמצעות האור אפשר לחקות את אפקט הול הטופולוגי כדי לחקור אותו, אבל גם כדי להשתמש בו למתגים מהירים".

התגליות הללו צפויות לפרוץ דרך לא רק בהבנתנו את החומרים המגנטיים, אלא גם לתת השראה להתקנים אופטיים חדשים השולטים באור, בדומה לדרך בה חומרים מגנטיים שולטים בזרמים מגנטיים. לדוגמה, החוקרים מעריכים כי המחקר עשוי להוביל לפיתוח טכנולוגיות חדשות להעברה ועיבוד של מידע אופטי. נוסף על כך, היכולות הקיימות כיום לשליטה בחלקיקי אור בודדים – פוטונים – יחד עם הרעיונות החדשים לעיבוד המידע המבוססים על הקיפודים המגנטיים, צפויים לפתוח דלתות וכיווני מחשבה נוספים לעיבוד אינפורמציה קוונטית באמצעות אלומות אור. 

פרופ' אריה מוסיף שההתקנים שאפשר לייצר אינם מוגבלים רק לדברים פשוטים כמו מתגים. "אחד הכיוונים המבטיחים ביותר בטכנולוגיות קוונטיות הוא השימוש בחלקיקים בודדים של אור, או בשמם המדעי פוטונים, לייצוג מידע. ההתקנים שאנחנו מציעים לא יעבדו רק עבור קרני אור רגילות, אלא גם עבור פוטונים בודדים, ובאותה היעילות. מאחר שכיום, פוטונים בודדים הם בחזית הפיתוח של תקשורת קוונטית ומחשבים קוונטיים, יכול להיות שהתגלית שלנו תאפשר דרכים חדשות ויעילות יותר להעביר ולעבד מידע קוונטי בצורה אופטית."

המחקר נתמך ע"י הקרן הלאומית למדע. אביב קרניאלי ושי צסס הם זוכי מלגת אדמס של האקדמיה הלאומית למדעים. 

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מגלה כי הווריאנט הבריטי מדבק ב-45% יותר מהנגיף המקורי. החוקרים הסתמכו על נתונים שהתקבלו מכ-300,000 בדיקות קורונה שבוצעו במעבדה לניתוח בדיקות PCR, שהוקמה בקמפוס בשיתוף קבוצת אלקטרה.

את המחקר החדש ערכו פרופ' אריאל מוניץ ופרופ' מוטי גרליץ מהמחלקה למיקרוביולוגיה ואימונולוגיה בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר יחד עם ד"ר דן ימין והדוקטורנט מתן יחזקאל מהמעבדה לחקר התפשטות מגפות במחלקה להנדסת תעשייה באוניברסיטת תל אביב. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת החשוב Cell Reports Medicine.

מעבדת Electra-TAU נפתחה במרץ 2020, מיד עם פרוץ הגל הראשון של המגפה בישראל, ועד כה, ערכה מאות אלפי בדיקות שנאספו מכל רחבי הארץ. הבדיקות הגיעו לאוניברסיטת תל אביב ממתחמי "היבדק וסע" (דרייב-אין) שנפתחו לאוכלוסייה הכללית, וכן מתוכניות ייעודיות כגון מבצע "מגן אבות ואימהות" לבדיקות קורונה שגרתיות בקרב אוכלוסיות בסיכון, כמו בתי אבות.

פרופ' אריאל מוניץ מסביר: "אנחנו משתמשים בערכה שבודקת שלושה גנים ויראליים. בווריאנט הבריטי, הידוע גם בשם B.1.1.7, אחד משלושת הגנים הללו, גן ה-S, נמחק כתוצאה מהמוטציה. באופן הזה יכולנו לעקוב אחר התפשטות הווריאנט באוכלוסייה גם מבלי לערוך ריצוף גנטי". לדבריו מהנתונים שהתקבלו במעבדה עולה כי ההתפשטות של הווריאנט הבריטי הייתה מהירה ביותר: ב-24 בדצמבר 2020 רק 5% ממקרי ההדבקה המאומתים בקורונה היו של הווריאנט הבריטי. בתוך שישה שבועות, בינואר 2021, הווריאנט הזה היה אחראי ל-90% מהדבקות הקורונה בישראל. היום הנתונים מצביעים על 99.5%. "על מנת להסביר את העלייה הדרמטית, ערכנו השוואה בין מקדם ה-R של וירוס ה- SARS-CoV-2למקדם ה-R של הווריאנט הבריטי. כלומר שאלנו את עצמנו: כמה אנשים בממוצע מדביק כל אדם שנדבק בווריאנטים השונים? ומצאנו כי הווריאנט הבריטי מדבק ב-45% יותר – כמעט פי 1.5".

בשלב השני, החוקרים פילחו את ההדבקה לפי קבוצות גיל. התוצאות הראו שנקודת שינוי המגמה בתחלואה אצל אוכלוסייה מעל גיל 60 בהשוואה ליתר קבוצות הגיל התרחשה לאחר שבועיים מקבלת החיסון הראשון בקרב 50% מבני ה-60 ומעלה בישראל. "עד חודש ינואר ראינו תלות ליניארית של כמעט 100% בין קבוצות הגיל השונות בתחלואה חדשה לאלף איש", מספר ד"ר דן ימין. "שבועיים אחרי ש-50% מבני ה-60 ומעלה קיבלו את מנת החיסון הראשונה, המגמה נשברה באופן חד ומובהק. במהלך ינואר חלה ירידה דרמטית במספר המאומתים בני ה-60 ומעלה, לצד המשך עלייה במספר המאומתים של יתר האוכלוסייה. במילים פשוטות, מכיוון שמעל ל-90% מנפטרי הקורונה הינם מעל גיל 60, ניתן לומר שהחיסון חסך תמותה של מאות אנשים – אפילו בטווח הקצר".

יתרה מכך, המחקר החדש מוכיח כי ניטור אקטיבי באוכלוסיות בסיכון עובד. "יש ערך סף שלפיו מחליטים אם בדיקה היא חיובית או שלילית", אומר פרופ' מוניץ. "ככל שהערך הזה נמוך יותר, הדבר מעיד על עומס נגיפי גבוה יותר. כאשר השווינו את ערכי הסף של הגנים השונים בקרב אוכלוסיות בני ה-60 ומעלה מבתי האבות אל מול הערכים המתקבלים מבני ה-60 ומעלה באוכלוסייה הכללית, ראינו שערכי הסף בבדיקות שנדגמו מבתי האבות היו גבוהים יותר באופן משמעותי. פירושו של דבר שהעומס הנגיפי היה נמוך יותר בבתי אבות בהשוואה לשאר האוכלוסייה.

מאחר שבבתי אבות מבצעים בדיקות שגרתיות, לעומת בדיקות באוכלוסייה הכללית שנערכות לרוב כאשר מישהו לא מרגיש טוב או בא במגע עם חולה מאומת, אנחנו מסיקים שניטור מתמיד של אוכלוסייה בסיכון – עובד. חשוב להדגיש: העומס הנגיפי הנמוך יחסית בבתי האבות נצפה למרות שהווריאנט הבריטי החל להתפשט בתקופה ההיא בכלל האוכלוסיות. לפיכך, אנחנו מראים שניטור של בתי אבות, יחד עם מבצע חיסון המתמקד באוכלוסיות פגיעות תחילה, חוסך תחלואה ותמותה".

ד"ר ימין מסכם: "בגלל הצפיפות, משקי הבית הגדולים והתפלגות הגילאים באוכלוסייה בישראל, לקורונה תנאים נוחים יותר להתפשט אצלנו מאשר במרבית מדינות המערב. הבשורה שלנו לעולם היא שאם בתנאי הפתיחה הקשים שלנו זוהתה המגמה, בשאר מדינות המערב בוודאי ניתן לצפות לשבירת העקומה ולירידה דרמטית בתחלואה הקשה ובתמותה כבר לאחר חיסון של 50% מהאוכלוסייה המבוגרת, לצד קיום בדיקות ייעודיות במרכזי הסיכון – וזאת למרות שהווריאנט הבריטי מדבק כל כך".

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון