הפיסיקה של אמנות התנועה

 

 

תמר פלש נולדה ברמת גן. ילדותה עברה עליה בחברתם של המון ספרי קריאה ("הכל, חוץ ממדע בדיוני"), וציונים "בסדר". תוכניותיה באשר למה שתהיה לכשתגדל נפרשו לרוחבה של חזית אפשרויות רחבה למדי. כשגדלה מעט נמשכה לאמנות והשתתפה בתוכנית לנוער שוחר אמנות. במסגרת זו נפגשה עם המשתתפים בתוכנית אחרת לנוער: משתתפי מחנה הנוער של מכון ויצמן למדע, אירוע שאולי חיזק במידת מה את נטיותיה לתחומי המדע השונים.

 

עד אותו זמן השקיעה באותה מידה בלימודי מדע ובתחומי הלימוד ההומניסטיים, בבית-הספר התיכון "אוהל שם" ברמת גן. לאחר מכן החלה ללמוד מתמטיקה ופיסיקה באוניברסיטת תל אביב, והמשיכה לתואר שני בפיסיקה רפואית. "רציתי ללמוד משהו שקשור יותר לחיים מאשר לפיסיקה תיאורטית טהורה", היא מסבירה.

 

במהלך לימודיה לתואר שני עסקה פלש במחקר על תהליכי הזרימה של דם במוח, ומכאן גלשה התעניינותה לחקר דרכי פעולתו של המוח. הביטוי "גלשה" במקרה זה הוא לשון המעטה. "ממש נשביתי בקסמיהן של התעלומות האופפות את תחום המחקר הזה", היא אומרת. באותו זמן, חקר המוח נחשב לאחד מתחומי מדעי החיים, ואנשים רבים תהו מדוע פלש, שהתעמקה בפיסיקה ובמתמטיקה, החליטה "לחדור לתחומים לא לה". במובן זה, היא היתה בין ראשוני המדענים שקידמו את התפיסה הרב-תחומית של חקר המוח, התפיסה המובילה כיום בעולם בתחום זה, שמכון ויצמן למדע נחשב לאחד המרכזים הבולטים המיישמים אותה.

 

העניין המתפתח שלה בחקר המוח הוביל אותה למכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT). שם השלימה את הדוקטורט שלה בפיסיקה רפואית (בתוכנית ייחודית המשותפת ל- MIT ולהרווארד), והמשיכה לפוסטדוקטורט. מחקריה החלו להתמקד בבקרת תנועה ובאפשרות ללמוד מהדרך שבה מוח האדם מפקח על תנועות הגוף, ולהשתמש בידע זה לפיתוח דרכים מתקדמות לבקרת תנועה של רובוטים.

 

לאחר שהשלימה את מחקרה הפוסטדוקטורלי חזרה תמר לישראל והצטרפה למחלקה למתמטיקה שימושית במכון ויצמן למדע, ולאחר מכן הועלתה לדרגת פרופסור חבר. "באותה תקופה נוסדה במחלקה קבוצת מחקר בתחום הבינה המלאכותית, הקרוב במידה רבה לתחומי התעניינותי ברובוטיקה ובחקר המוח", היא אומרת. "למעשה, כאשר הייתי סטודנטית לתואר ראשון, התעניינתי בתבונה מלאכותית, אבל איכשהו לא נראה לי מעשי שאעסוק בזה. יש מדענים שיודעים מההתחלה במה הם רוצים לעסוק, ומנגד, יש אחרים שנחוץ להם זמן רב יותר כדי לבחור לעצמם תחום שבו יתמקדו. אני, כנראה, נמנית עם הקבוצה השנייה".

 

בעבודתה במכון פיתחה פרופ' פלש מודלים מתמטיים המתארים את הדרך שבה המוח האנושי מתכנן את תנועת הגפיים ומפקח עליה. מודלים אלה מושתתים על הדרך שבה המוח יוצר - בתוכו - דגם של המרחב, ולאחר מכן מתכנן ומניע באמצעות העצבים, השרירים והשלד, את הגפיים במרחב. המודלים מבוססים גם על תיאוריה מקורית שהגתה פרופ' פלש, הקובעת שהגורם העיקרי שלפיו המוח מתכנן את מסלולי התנועה של הגפיים העליונות בתנועות מסוימות, כגון תנועת הושטת הזרוע, הוא "חלקות התנועה", מושג המתייחס לקצב שינוי תאוצת היד כפי שהוא מבוטא בקואורדינטות מרחביות.

 

באמצעות ניתוח מדויק של התנועה אפשר לחזות במידת קירבה רבה את מסלולי ומאפייני התנועה שייבחרו ויבוצעו בידי הנבדקים. בניסויים אחרים משמש ניתוח מדויק של התנועה לבחינת ההבדלים בין הדרך שבה אנשים בריאים מניעים את גפיהם, לבין הדרך שבה עושים זאת אנשים הסובלים ממחלות מוח ניווניות, דוגמת מחלת פרקינסון. בחינת ההבדלים האלה מסייעת בהבנת הקשר שבין פגיעה באזור מסוים של המוח, לבין התחוללות כשל באחד מהמרכיבים של תכנון וביצוע התנועה. ההבנות המושגות במחקרים אלה משמשות גם בפיתוח רובוטים מתקדמים.

 

באחרונה מרחיבה פרופ' פלש את תחומי מחקרה במטרה ללמוד ולהבין גם את מאפייניהן של תנועות מורכבות במרחב ובזמן, ואת הדרך שבה תנועות כאלה נלמדות, מעובדות ומיוצגות במוח.