מודיעין צבאי, או עסקי, מאפשר לנו בדרך כלל להתכונן לבאות ביעילות, לבלום תהליכים לא רצויים, ולתמוך במגמות חיוביות. גילוי מוקדם של מחלות, ובהן סרטן, מאפשר לרפואה המודרנית מרווח זמן לטיפול, דבר שמגדיל במידה ניכרת את שיעורי ההחלמה. לכן, פיתוח שיטות מתקדמות לגילוי מוקדם של סרטן הוא מטרה שאליה מכוונים מדענים רבים במקומות שונים בעולם.
השיטה המקובלת כיום לסקר (screening) של סרטן הערמונית, למשל, מבוססת על שילוב של בדיקה ידנית, בדיקת אולטרה סאונד, ובחינת רמתו של חלבון מסוים המיוצר בערמונית (PSA) בדם. רמות גבוהות של החלבון עשויות להעיד על גידול בערמונית, אך גם על הימצאות גידולים שפירים. רגישותן ואמינותן של כל אחת מהבדיקות וגם של שלושתן במשולב אינה מספקת: במקרים רבים הן אינן מזהות גידול קיים, ובחלק ניכר מהמקרים יש "אזעקת שווא". אם לא די בכך, בדיקות אלה גם אינן מספקות שום מידע באשר לגודלו או למיקומו המדויק של הגידול, ועוד יותר חשוב מזה, הן אינן נותנות מידע על מידת האלימות של הגידול או השלב הקליני שלו. לכן, כיום מופנים הרבה מאד גברים מעל גיל 60 לבדיקת ביופסיית מחט, שלא אחת (למעשה, בשלושה מתוך ארבעה מקרים), מסתכמת בתוצאה שלילית, כלומר לא נמצאת הוכחה לקיומו של גידול סרטני (אם מכיוון שהוא אינו קיים, או שהבדיקה, המבוצעת בשיטה "עיוורת", לא פגעה בו). מכיוון שמדובר בבדיקה יקרה, מכאיבה, עם סיכונים לסיבוכים, מנסים מדענים רבים, במקומות שונים בעולם, למצוא לה תחליף לא פולשני.
מצב העניינים הזה, בצירוף העובדה שסרטן הערמונית, השכיח מאוד בקרב גברים מעל גיל 60, הוא המחלה הסרטנית השנייה בקטלנותה בקרב גברים, וכתוצאה ממנה מתים כ-250,000 בני-אדם ברחבי העולם מדי שנה, מעיד על הצורך בפיתוח שיטות סקר חדשות, שיאפשרו גילוי מוקדם, אמין ורגיש של המחלה, וכן זיהוי מקומו המדויק של הגידול, גודלו, שלב ההתפתחות שבו הוא מצוי, ומידת אלימותו.
פרופ' עמוס ברסקין וד"ר רחל צ'צ'יק, יחד עם ד"ר סנה שילשטיין ותלמיד המחקר מרקו קורטזי מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע, ובשיתוף עם ד"ר דוד ורצקי מהקרייה למחקר גרעיני בנחל שורק, פיתחו באחרונה גישה חדשה לגילוי של סרטן הערמונית. שיטה זו נבחנה בניסויים קליניים בשיתוף עם הרופאים פרופ' יעקב רמון, ד"ר אדוארד פרידמן, ד"ר גיל רביב, ד"ר אלכסנדר וולקוב וד"ר ניר קליינמן מהמרכז הרפואי על-שם שיבא בתל-השומר, וד"ר אביתר מוריאל, ד"ר מוניקה הוסר, ד"ר גבריאל קוגן וד"ר ואלרי גלדיש מהמרכז הרפואי קפלן ברחובות.
הגישה החדשה התפתחה ממחקרים בני כ-30 שנה, שהראו כי ריכוז האבץ - יסוד כימי המצוי בשפע באופן טבעי בבלוטת הערמונית - נמוך יותר אצל חולים בסרטן הערמונית שהגידול בהם מצוי בשלב מתקדם. בעשור האחרון הושגו תובנות על התפקיד שממלא האבץ בערמונית - התברר כי לחומר זה, בין היתר, תפקיד חשוב בשמירה על הרכבו הכימי של נוזל הערמונית המופרש מתאי האפיתל של הבלוטה.
בשלב הראשון ביקש צוות המדענים לבדוק, האם אפשר לזהות רמות מופחתות של אבץ בערמונית גם בשלביו המוקדמים ביותר של הגידול. אם אכן זהו המצב, ייתכן שזיהוי רמות נמוכות של אבץ יכול לשמש כסמן לגילוי מוקדם של סרטן הערמונית. החוקרים בדקו דוגמאות שנלקחו מכ-600 חולים שעברו בדיקת ביופסיה. ריכוזי האבץ בדגימות הערמונית נמדדו באמצעות מכשיר לבדיקת יסודות כימיים המבוסס על קרינתרנטגן, והושוו לממצאים ההיסטולוגיים (ממצאי הביופסיות). דו"ח המחקר, שהתפרסם בכתב-העת המדעי The Prostate, מראה שרמות נמוכות של אבץ בגידולי ערמונית ניתנות לגילוי כבר בשלב מוקדם מאוד של המחלה. החוקרים גילו גם, כי קיים מיתאם בין הירידה ברמות האבץ לבין מידת האלימות של הגידול: ככל שהגידול אלים יותר, כך הירידה ברמת האבץ משמעותית יותר. בנוסף, נמצא כי הרקמה הבריאה המקיפה את הגידול הכילה רמות רגילות ותקינות של אבץ. שלושת הממצאים האלה מראים, כי מדידת האבץ בערמונית ומיפויו עשויים להצביע הן על מיקומו המדויק של הגידול והן על מידת אלימותו.
במחקר עוקב, שממצאיו פורסמו בכתב-העת המדעי Physics in Medicine and Biology, בדקו המדענים האם דימות של ריכוזי האבץ בערמונית באמצעות קרני X ("רנטגן") יכול לשמש בסיס לאיבחון לא פולשני. כדי להעריך את יעילות השיטה בחנו החוקרים הדמיות ממוחשבות, המבוססות על ערכי אבץ שהתקבלו בניסויים הקליניים. ניתוח ההדמיות לא רק חשף את האזורים אשר בהם חלה הפחתה ברמות האבץ, אלא גם סיפק מידע על מידת ההפחתה והיקפה. כך הצליחו המדענים לאבחן אם הרקמות באזורים מסוימים סרטניות או בריאות, וגם לקבוע את מידת האלימות של הגידול, את גודלו, ואת מיקומו המדויק בבלוטת הערמונית.
על בסיס ממצאים אלה החלו המדענים בתוכנית מחקר ופיתוח לקידום פיתוחו של גשש לא פולשני, אשר ימפה את רמות האבץ בבלוטת הערמונית באמצעות הקרנת קרני X ("רנטגן"). המדענים סבורים, שהשיטה החדשה שפיתחו תאפשר לזהות גם גידולים קטנים, בעלי משמעות קלינית. המדענים מקווים שביצועיו של הגשש, כלומר, יכולתו לגלות ולזהות גידולים, יהיו טובים יותר ככל שהגידולים יהיו אלימים יותר.
ד"ר צ'צ'יק: "אנו סבורים שמערכת גילוי שתתבסס על מחקרינו תוכל גם – באמצעות מתן מידע על אלימותו, גודלו ומיקומו של הגידול - להצביע על האפשרות שהוא התפשט לאזורים אחרים, מחוץ לבלוטת הערמונית. ממצאיה של מערכת כזאת יסייעו גם בקבלת ההחלטה אם וכיצד לבצע דגימות רקמה (ביופסיה), תוך מניעת ביצוע בדיקות כאלה שלא לצורך. המידע על מיקום הגידול עשוי להגדיל במידה משמעותית את רגישות בדיקת הביופסיה באמצעות הכוונת המחטים לאיזור החשוד". פרופ' ברסקין: "השיטה עשויה לסייע בעתיד בקבלת החלטות קליניות, ולשמש גם להכוונת כלים טיפוליים במחלה. לאחר הטיפול תוכל המערכת לשמש גם למעקב לא פולשני אחר יעילות הטיפול שנבחר".
_0.jpg "פעילות הגן המדווח פריטין בדופן כלי דם של עוברי עכברים. בשורה העליונה נראות הדמיות MRI של עכברה בהריון. חתכי האורך מראים את הכבד (L), לב (H), מוח (B) ושליה (P). בשורה התחתונה - מיפוי ערכי R2 שנמדדו באמצעות MRI. העוברים המהונדסים הנושאים את הגן המדווח (מימין) מראים פעילות גבוהה יותר של חלבון הפריטין (המתבטאת בצבעים אדומים יותר) בכבד ובלב, בהשוואה לאחיהם שאינם נושאים את הגן המדווח (משמאל)")
ללכת בעקבות האף
פעולת הרחרוח היא יכולת מוטורית מדויקת, הנשלטת, בין היתר, על-ידי מיקומו של החיך הרך - מחיצה גמישה שתנועתה מנתבת את מעבר האוויר דרך הפה (בשאיפה) או דרך האף (ברחרוח). השליטה על החיך הרך נעשית על-ידי מספר עצבים המגיעים ישירות מהמוח (מבלי לצאת מחלל הגולגולת). עובדה זו הובילה את צוות המדענים, בראשות פרופ' סובל, לשער כי היכולת לרחרח, כלומר לשלוט בתנועת החיך הרך, נשמרת גם במקרים של פגיעה עצבית חמורה, הגורמת שיתוק. בדיקה באמצעות דימות מגנטי תפקודי (fMRI) חיזקה את השערתם, כשהראתה כי השליטה בתנועת החיך הרך נעשית במספר רב של אזורי מוח. הם גם גילו, כי האזורים השולטים בתנועת החיך הרך חופפים במידה רבה אזורי מוח הקשורים בשפה. המדענים קיוו, כי הקשר הטבעי הזה יאפשר שימוש אינטואיטיבי במכשיר הרחרוח ליצירת תקשורת, ויתרום למהירות השימוש בו.
כדי לבדוק זאת, יצרו המדענים מכשיר אשר מודד את השינויים בלחץ האוויר בחלל האף (באמצעות חישן לא פולשני המותקן בפתח האף), ומתרגם אותם לאותות חשמליים. בשביל חולים מונשמים יוצרה גרסה סבילה (פסיבית) של המכשיר, המזרימה אוויר לתוך חלל האף. במקרה זה, על המשתמש במכשיר ללמוד להניע את החיך הרך - יכולת המושגת על-ידי כ-75% מהאוכלוסייה. בדיקה ראשונית של המכשיר, בעזרת מתנדבים בריאים ששיחקו באמצעותו במשחק מחשב, הראתה כי יעילות מנגנון הרחרוח דומה לזו של יד השולטת בעכבר מחשב או בג'ויסטיק. החלפת משחק המחשב בתוכנה לכתיבת טקסט איפשרה למתנדבים לכתוב בקצב של כתשע אותיות בדקה. בשלב הבא, שנעשה בשיתוף עם פרופ' נחום סורוקר מבית-חולים לווינשטיין, השתתפו חולים הסובלים משיתוק בארבע הגפיים ומ"תסמונת כליאה" (locked-in syndrome). אחת החולות, שהייתה במצב כליאה במשך שבעה חודשים בעקבות שבץ, למדה להפעיל את המכשיר בתוך מספר ימים, והעבירה מסר ראשון לבני משפחתה. חולה אחר, שהיה כלוא במשך 18 שנים בעקבות תאונת דרכים, כתב לחוקרים כי המכשיר החדש נוח יותר ופשוט יותר מזה המבוסס על מצמוצי עיניים. עשרה חולים נוספים, הסובלים משיתוק בארבע הגפיים, הצליחו לכתוב ולהפעיל מחשב באמצעות רחרוח.
בנוסף להיותו אמצעי תקשורת יעיל, מהווה הממשק החדש גם אמצעי תחבורה. המדענים יצרו "בקר תנועה" המבוסס על "קוד רחרוחים" פשוט, בו שני רחרוחים פנימה (שתי שאיפות דרך האף) מסמנים "קדימה", שני רחרוחים החוצה מסמנים "אחורה", רחרוח החוצה ואחריו פנימה מסמנים "שמאלה", ורחרוח פנימה ואחריו החוצה מסמנים "ימינה", וחיברו אותו לכסא גלגלים חשמלי. חולה הסובל משיתוק מהצוואר ומטה הצליח לנווט את הכסא לאורך מסלול מורכב - הכולל מספר פניות חדות - לאחר 15 דקות אימון, וברמת דיוק דומה לזו שהשיג אדם בריא.
"שפת הרחרוח" - המבוססת על כיוון (פנימה-החוצה), עוצמה ומשך משתנים - יוצרת רבגוניות שמאפשרת קביעת קודים מורכבים אשר יגבירו את הבטיחות, את הדיוק, ואת טווח הפעולה של המכשירים המופעלים באמצעותה. ייצורה של המערכת החדשה זול, וניתן ללמוד להפעיל אותה במהירות ובפשטות יחסית לממשקי מוח-מכונה אחרים. פרופ' סובל סבור, כי הפיתוח החדש נושא תקווה לא רק לאנשים משותקים, וכי הוא ייכנס לשימוש במיגוון תחומים נוספים, כמעין "יד שלישית" שתשרת רופאים, מנתחים, טייסים וכדומה.