ניצן גונן

פרס קריל 2023
אוניברסיטת בר-אילן

ניצן גונן

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

אוניברסיטת בר-אילן
הפקולטה למדעי החיים, המרכז לננו-טכנולוגיה

 

נימוק למתן הפרס:

"על תרומות מקוריות בחקר המנגנונים המולקולריים המתווכים את
קביעת מין העובר ביונקים ופיתוח עתידי של אשכים מלאכותיים
לייצור זרע בתנאי מעבדה".

 

תחום מין העובר, זכר או נקבה, מרתק את האנושות במשך דורות. מין העובר ביונקים נקבע על בסיס כרומוזומי המין: עובר הנושא כרומוזומי XY יתפתח כזכר ואילו עובר הנושא כרומוזומי XX תתפתח נקבה. בעוד שלרוב ההבחנה בין נקבה לזכר קלה וברורה, במקרים רבים משתבש הליך קביעת המין, כלומר ישנם אנשים שהם XY אבל נקבות, ואנשים שהם XX אבל זכרים. ידועים מאות גנים המעורבים בהליך קביעת המין ובהפיכת הגונדה (בלוטות המין) הראשונית לאשכים או שחלות. מוטציות בהרבה מהגנים הללו גורמות לתסמונת הנקראת (Disorders of Sex Development (DSD, המתאפיינת בחוסר התאמה בין כרומוזומי המין, הגונדות והאנטומיה המינית. אחד מכל 4,000 תינוקות נולד עם DSD, וכולם עקרים. למרות מחקר רב שנים, עדיין לא אובחנה הסיבה הגנטית ביותר מ-50% ממקרי היפוך המין.
באמצעות שיטות גנומיות חדשניות, במעבדה של ד"ר גונן חוקרים את מעורבותם של אלמנטים בגנום שאינם מקודדים לגנים אך מעורבים בתהליך ויכולים לספק הסבר בסיסי (במקרים שלא הוסברו עד היום) להכרעה אם יתפתחו אשכים או שחלות. כמו כן במעבדה משתמשים בתאי גזע עובריים בניסיון ליצור אשך מלאכותי שישמש מודל מחקרי וטיפולי למקרים של בעיות בקביעת המין ועקרות, ובתקווה שבעתיד יפרוץ דרך ליצירת זרע מלאכותי שיאפשר לאנשים עקרים להביא לעולם ילד ביולוגי.

אביב תמר

פרס קריל 2023
טכניון

אביב תמר

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

טכניון – מכון טכנולוגי לישראל

הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי

 

נימוק למתן הפרס:

"על פיתוח אלגוריתמים ללמידה רובוטית אוטומטית באמצעות חיזוקים".

 
רובוט השוטף עבורכם את הכלים בכיור, מקפל את הכביסה ומוציא את הכלב לטיול, אינו בגדר חלום – במעבדה ללמידה רובוטית, חוקר ד"ר אביב תמר כיצד מכונות יכולות ללמוד לבצע מטלות בצורה אוטומטית על ידי "למידה באמצעות חיזוקים". למחקר שלו עשויה להיות השפעה אדירה על חיינו בעשור הקרוב.

מחקרו של ד"ר תמר עוסק בלימוד רובוטים איך ללמוד ולפעול בסביבות טבעיות של בני אדם, כלומר כיצד רובוטים יכולים ללמוד משימות חדשות במהירות ובאמצעות מידע קודם, וכיצד הם יכולים ללמוד על העולם הפיזי דרך משחק עם הסביבה שלהם.

כדי להשיג את המטרות הללו, קבוצת המחקר של ד"ר תמר מפתחת אלגוריתמי למידה יסודיים המשתמשים בטכניקה הנקראת למידת חיזוק (Reinforcement learning). במעבדה מיישמים את האלגוריתמים האלו במגוון משימות רובוטיות, כולל תכנון תנועה, מניפולציה של חפצים והרכבה.
אחת התרומות המרכזיות של ד"ר תמר היא בפיתוח אלגוריתמים המאפשרים לרובוטים לחקור את הסביבה שלהם באופן אוטומטי, מה שהופך את הלמידה שלהם במשימות חדשות לפשוטה ומהירה יותר. באמצעות שיתופי פעולה מחקריים, צוות המעבדה של ד"ר תמר פועל לגלות כיצד להשתמש בלמידת חיזוק לפתרון בעיות בעולם האמיתי מחוץ לרובוטיקה, כולל שיפור בביצועי האינטרנט וחיזוק האבטחה של בלוקצ'יין.

 

ענבל טלגם-כהן

פרס קריל 2023
טכניון

ענבל טלגם-כהן

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

טכניון – מכון טכנולוגי לישראל
הפקולטה למדעי המחשב

 

נימוק למתן הפרס:

"על תרומות ייחודיות בחקר תורת המשחקים האלגוריתמית ותכנון חוזים".

 

אלגוריתמים הם מאבני הבניין של מדעי המחשב, ובפועל הם ה"מתכון" המתמטי שמאפשר למחשב להמיר קלט (בעיה) לפלט (פתרון). אלגוריתמים כיום אינם פועלים בתוך ריק, אלא משפיעים כמעט על כל תחום בכלכלה ובחברה. לכן בעיצוב האלגוריתם יש להביא בחשבון את האינטראקציה שלו עם אנשים, שהם בעלי אינטרסים משלהם – האלגוריתם חייב לתמרץ אותם לשתף פעולה כדי להצליח בפתרון הבעיה. המחקר של ד"ר טלגם-כהן מתמקד בשילוב בין אלגוריתמים לתמריצים ושואב מתחומי דעת כגון כלכלה ותורת המשחקים.
במחקר שערכה ד"ר טלגם-כהן בשנים האחרונות מפנה את הזרקור האלגוריתמי ל"תכנון חוזים", תחום אשר זכה בפרס נובל לכלכלה בשנת 2016 . המחקר מראה כיצד שילוב אלגוריתמים וחוזים יכול לא רק להוביל לאלגוריתמים טובים יותר, אלא אף לחוזים משופרים משמעותית. השילוב עשוי, למשל, לשפוך אור על צורות החוזה השכיחות ביותר, לאפשר תמריצים מותאמים אישית ולקשור בין חוזים ללמידת מכונה.

תומר קורן

פרס קריל 2023
אונ' תל-אביב

תומר קורן

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

אוניברסיטת תל אביב

הפקולטה למדעים מדויקים ע"ש סאקלר,

בית הספר למדעי המחשב ע"ש בלווטניק

 

נימוק למתן הפרס:

"על תרומות ייחודיות בתחום הלמידה הממוחשבת, הבנת אלגוריתמים ושיפורם".

 
המחקר של ד״ר תומר קורן עוסק בתיאוריה ואלגוריתמים לאופטימיזציה מתמטית ובתכונותיהם ושימושיהם בלמידה ממוחשבת ובלמידה עם חיזוקים. שיטות אופטימיזציה נמצאות כיום בלב העשייה בתחום הבינה המלאכותית (Artificial intelligence – AI) ומשמשות לאימון של כמעט כל מערכת מבוססת למידה במגוון רחב של תחומים ויישומים.
ולמרות זאת עדיין רב הנסתר על הגלוי בכל הקשור לתכונות ההכללה של אלגוריתמים אלה, ובמיוחד היכולת המפתיעה שלהם לספק תובנות ותחזיות לגבי פרטי מידע שהם לא ראו מעולם קודם לכן. אחת ממטרות המחקר המרכזיות של ד״ר קורן היא חיזוק היסודות התיאורטיים מאחורי ההצלחות פורצות הדרך של למידה ממוחשבת בשנים האחרונות. החיזוק הזה חיוני כדי להבין טוב יותר מדוע שיטות למידה שבהן אנו משתמשים כיום מצליחות מעל ומעבר לציפיות (כלומר מעבר למה שהתיאוריה הקלאסית מבטיחה), ואיך ניתן לשפר ולייעל אותן.

ויויאן סלון

פרס קריל 2023
אונ' תל-אביב

ויויאן סלון

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

אוניברסיטת תל אביב

הפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר,

המחלקה לאנטומיה ואנתרופולוגיה

 

נימוק למתן הפרס:

"על תרומותיה בפיתוח שיטות וכלים מחקריים במחקר הגנום של בני אדם קדומים והאבולוציה של הגנום האנושי".

 

ריצוף הדנ״א של בני אדם קדומים מהווה כלי חשוב לחקר ההיסטוריה הגנטית של האנושות ולהבנה מי היו האנשים שחיו בעולם בתקופות פרהיסטוריות. מה היה הארגון החברתי בקהילות שלהם? מה היתה מערכת הגומלין שלהם עם הסביבה? אך למעשה נדיר למצוא שרידי אדם פרהיסטוריים.

דרך מבטיחה אחרת לחקור את העבר היא הפקה של דנ״א מסדימנטים (משקעים חלקיקיים), כגון אדמה שהצטברה במערה, היות שבכל אתר ארכיאולוגי סדימנטים עשויים לייצג אלפי שנות נוכחות אנושית במקום. המחקר של ד"ר סלון עוסק בשיפור השיטות לאיסוף דגימות סדימנט מאתרים ארכיאולוגיים והשיטות הנדרשות לעיבוד הנתונים הגנטיים – במטרה לחקור את הגנום של בני אדם קדומים בדרכים חדשות. חקר דנ״א קדום מסדימנטים עשוי להפוך להליך סטנדרטי בכל חפירה ארכיאולוגית, מה שיפתח אפיקים חדשים לחקר ההיסטוריה שלנו והאבולוציה של הגנום.

שי מורן

פרס קריל 2023
טכניון

שי מורן

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

טכניון – מכון טכנולוגי לישראל

הפקולטה למתמטיקה

 

נימוק למתן הפרס:

"על תרומות ייחודיות בחקר למידת מכונה ותורת ההכללה".

 

למידת מכונה, המוכרת יותר לרובנו בשם בינה מלאכותית (Artificial intelligence-AI) מיושמת במגוון רחב של תחומים – החל באתגרים הנדסיים כמו רכיבים אוטונומיים וכלה בתחומים פוליטיים חברתיים הכוללים נתונים אישיים רגישים כמו ניהול והנגשת המידע ברשתות חברתיות כגון פייסבוק או טוויטר.
המחקר של ד"ר מורן מתרכז באחד הענפים החשובים של למידת מכונה, שנקרא תורת ההכללה ומטרתו להבין באופן כמותי כיצד למידת מכונה מכלילה מהפרט אל הכלל. ענף זה תרם תרומה משמעותית לפריצות הדרך הטכנולוגיות המהפכניות שהתחום חווה בשנים האחרונות.
פריצות הדרך האחרונות בתורת ההכללה מדגימות תופעות שלא ניתן להסביר באמצעות טכניקות קודמות ושלעתים אף סותרות עקרונות קלאסיים בלמידה וסטטיסטיקה. אחת הסיבות המרכזיות לכך היא שתורת ההכללה הקלאסית מבוססת על הגדרות שמתמקדות במקרה הגרוע ביותר, ועל כן היא פסימית מדי. המשמעות היא שבבעיות של למידת מכונה מעשיות בדרך כלל הקלט אינו מתאים למקרה הגרוע ביותר, וניסויים מראים שלעתים קרובות אפשר ללמוד בהצלחה על בסיס אימון על הרבה פחות דוגמאות מהמספר הנדרש על פי התחזיות של התורה הקלאסית. המחקר של ד"ר מורן שואף לפתח תיאוריות הכללה שמשלימות את התיאוריה הקלאסית ומאפשרות למדל באופן מדויק יותר משימות למידה מודרניות, כולל משימות שמערבות נתונים רגישים.

עידו גולדשטיין

פרס קריל 2023
האונ' העברית בירושלים

עידו גולדשטיין

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

האוניברסיטה העברית בירושלים

הפקולטה לחקלאות מזון וסביבה ע"ש רוברט ה. סמית

המכון לביוכימיה מדעי המזון ותזונה

 

נימוק למתן הפרס:

"על תרומות ייחודיות בחקר הגנטיקה של הרעב ולהבנת הדינמיקה של הצום ושבירתו והשלכותיו במחלות מטבוליות כגון סוכרת והשמנה".

 

במעבדה של ד"ר גולדשטיין חוקרים את התגובה של הגוף לצום. בזמן צום שורה של תהליכים מופעלים בכבד כדי לספק אנרגיה לשאר איברי הגוף. אספקת האנרגיה מתרחשת בזכות ייצור דלק (כגון גלוקוז) על ידי הכבד. ייצור הדלק בכבד מתאפשר בזכות אלפי גנים ה"מופעלים" בזמן צום ומניעים תהליכים מטבוליים מורכבים.
בזכות השינויים הללו בביטוי גנים אנחנו מסוגלים לשרוד צום ממושך של עד חודשיים! לעומת זאת אם תהליכים אלו יתקיימו ללא בקרה, הכבד ייצר דלק גם במצבי שובע, ומצב זה עלול לגרום להתפתחות מחלות כגון סוכרת (מחלה שבה מתרחש ייצור מוגבר ולא מבוקר של גלוקוז). ד"ר גולדשטיין משתמש בטכניקות מתקדמות של ביולוגיה מולקולרית, מטבוליזם וריצוף כלל גנומי כדי לחקור את הרשתות המורכבות של ביטוי גנים אשר מאפשרות את התגובה של הגוף לצום.

ליאת קרן

פרס קריל 2023
מכון ויצמן

ליאת קרן

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

מכון ויצמן למדע

הפקולטה לביולוגיה, המחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא

 

נימוק למתן הפרס:

"על פיתוח טכנולוגיות חדשניות להדמיה מולקולרית ולחשיפת מנגנוני הגנה של תאי גידול סרטניים מפני תגובה חיסונית, במטרה לפתח טיפולים חדשניים למחלת הסרטן".

 

התפתחות של סרטן היא תהליך מורכב התלוי ביחסי הגומלין בין התאים הבודדים של הגידול, התאים מסביבו ומערכת החיסון – שיכולה לפעול גם כדי לקדם וגם כדי לדכא פלישה והתפתחות של הגידול. מעריכים שכל המשתתפים חשובים בביולוגיה של הגידול, ועם זאת האינטראקציות והתרומות היחסיות שלהם לא ידועות ברובן.
במעבדתה של ד"ר קרן חוקרים את האופן שבו תאים שונים של הגידול ומערכת החיסון מתקשרים כמערכת כדי להגדיר קולקטיבית התפתחות של סרטן ותוצאות כתגובה לטיפול. לצורך כך במעבדה של ד"ר קרן מפתחים טכנולוגיות חדשניות לביצוע הדמיה מורכבת, המספקת תצפית מולקולרית שאין שנייה לה הן על הגידול והן על תאי חיסון. במעבדה לוקחים דגימות ממטופלים לשם זיהוי מנגנונים המסייעים לתאי הגידול לחמוק בהצלחה מהתגובה החיסונית, וכמו כן מפתחים טיפולים חדשניים כדי להכווין את הכוח של מערכת החיסון כנגד הסרטן.

יותם דרייאר

פרס קריל 2023
האונ' העברית בירושלים

יותם דרייאר

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

האוניברסיטה העברית בירושלים

הפקולטה לרפואה, המחלקה לאימונולוגיה וחקר הסרטן

 

נימוק למתן הפרס:

"על תרומות מקוריות בתחום חקר הסרטן ושילובן עם פיתוח אלגוריתמים חדשים לאנליזה של נתונים, פיתוח שיטות ניסוייות חדשות וחיזוי שינויים רלוונטיים".

 

תאים צריכים לבקר במדויק את רמות הביטוי של כל גן, ושיבוש בבקרה זו עלול לגרום למחלות. שיבוש כזה עשוי להיגרם על ידי שינויים גנטיים, שינויים אפיגנטיים (כלומר בסימונים כימיים על גבי הדנ״א) או שינוי באופן קיפול הכרומוזומים. הכרומוזומים הם מולקולות דנ״א ארוכות מאוד שמקופלות בקפידה בתוך גרעין התא, ומבנה זה חשוב גם לבקרת ביטוי גנים. בעוד שאנו מבינים היטב כיצד שינויים גנטיים בגנים גורמים למחלות, הרבה פחות ידוע על התפקיד של שינויים אפיגנטיים ושינויים בקיפול הכרומוזומים.
במעבדה של ד"ר דרייאר חוקרים הימצאות של שינויים אלו במגוון סוגי סרטן ומספר מחלות גנטיות. מחקרו מבוסס על שילוב של שיטות ניסוייות לאפיון של קיפול כרומוזומים ושינויים אפיגנטיים; פיתוח אלגוריתמים להיתוך המידע ולחיזוי השינויים הגורמים למחלות; ואימות ניסויי של תחזיות אלו.

יובל הרט

פרס קריל 2023
האונ' העברית בירושלים

יובל הרט

שייכות בעת הענקת הפרס:

האוניברסיטה העברית בירושלים

הפקולטה למדעי החברה, המחלקה לפסיכולוגיה

נימוק למתן הפרס:

"על תרומות ייחודיות להבנת העקרונות החישוביים של תהליכים קוגניטיביים בבריאות ובחולי".

 
ד"ר הרט חוקר את העקרונות והמנגנונים החישוביים העומדים בבסיס התבונה והמוח האנושיים. הבנת עקרונות אלו מאפשרת תיאור מכניסטי של תהליכים קוגניטיביים בבריאות ובחולי.

מחקריו של ד"ר הרט בתחום היצירתיות עוסקים בהבנת השאלות: איך אנשים מוצאים פתרונות חדשניים ובעלי ערך בתוך מרחבי חיפוש מחשבתיים ענקיים? כיצד מתפתחת יצירתיות בילדים, נוער ומבוגרים? מהו המנגנון המוחי של חיפוש יצירתי? ומה המשותף והשונה בין תהליכים יצירתיים באנשים שונים?
בתחום חקר האוטיזם מציע מחקרו של ד"ר הרט כי שקלול תמורות (טרייד-אוף) בין קידוד מדויק של סיגנל לבין תגובה מהירה לשינויים בסביבה עומד בבסיס רבים מההבדלים ההתנהגותיים והמוחיים הנצפים בין אנשים המאובחנים על הספקטרום האוטיסטי ונוירוטיפיקליים.
תחום נוסף הנחקר במעבדתו הוא שקלול תמורות חישוביות בבריאות ובחולי – במעבדה מחפש ד"ר הרט דרכים למיפוי מחדש של פעילות רשתות מוחיות ואת ההקשרים ביניהן למשימות חישוביות. מיפוי זה עשוי לאפשר בעתיד לאתר סמנים מוקדמים למחלות נוירונליות.
עבודתו מיישמת שיטות ניתוח מתקדמות (מבוססות נתונים ומודלים מתמטיים) על מאגרי נתונים גדולים הכוללים נבדקים רבים ו/או רזולוציה זמנית או מרחבית גבוהה מאוד.