הצצה לעתיד – פרויקט מיוחד: למה כולנו נעבור לאכול מזון מהמים ואיזו מצלמה תדאג שזה יקרה? מה יחליף את חלב הפרה? איך נקצר את טיפולי ההפריה? למה דווקא החולדה תשפר את טיפולי הפסיכולוג? איך הרחפן שישתלט לנו על החיים יהיה יעיל בהרבה? מערכת N12 נברה במחקרים ישראלים פורצי דרך שנערכים בימים אלה במוסדות מובילים בהם הטכניון, אוניברסיטאות תל אביב וחיפה, בית החולים איכילוב, מכללת תל חי, המכון הוולקני ועוד – ומביאה לכם על קצה המזלג את התחזית לחיים של כולנו.
הטיפול הפסיכולוגי שלנו ישתפר בזכות חולדה
פרה, מאחורייך: תחליף החלב הכי דומה שיש
להתראות לאנטרקוט: כל מה שאתם מכניסים לפה עומד להשתנות
המצלמה שתגלה את סודות הים שישנו את חיינו
הרחפן שיזיז את העולם: מכף ידכם ועד למרחקים מפתיעים
איך באים ילדים לעולם? עד לפני כמה עשרות שנים זאת הייתה שאלה פשוטה עם תשובה פשוטה. אבל עם התקדמות הטכנולוגיה וההתקדמות החברתית לשאלה הזאת יש כמה תשובות שכל אחת מהן היא עולם ומלואו. אם בעבר טיפולי פוריות היו נחלתם של זוגות שמסיבה בריאותית לא יכולים להיכנס להיריון, היום יש שלל סיבות לעבור את התהליך הלא פשוט הזה. למשל במקרים של הקפאת ביציות או עוברים לשימור ושימוש עתידי, זוגות שבמשפחתם ישנן מוטציות שעלולות לגרום למחלה גנטית קשה ועוד סיבות שונות ומשונות.
אלפי עוברים מוקפאים כל שנה לנשים וזוגות והיכולת להעריך את הפוטנציאל של כל אחד ואחד מהם להיריון ולידה הוא קריטי. ככל שנדע יותר, כך הסיכוי להיריון שיביא בסופו של דבר ללידה תקינה ולילד בריא עולה. זאת הסיבה שיחידות הפריה חוץ גופית שוקדות מזה שנים על הכנסת טכנולוגיות חדשות שישפרו את שיעורי ההצלחה. הפיתוח של בית החולים איכילוב יכול להיות צעד משמעותי בדרך לשיפור דרמטי של שיעור ההצלחה.
"הכול התחיל לפני 12 שנה, אז פותח בדנמרק מכשיר שמאפשר גידול של עוברי הפריה ללא מגע יד אדם תוך מעקב ממוחשב, למכשיר ניתן השם אמבריוסקופ. מדובר על אינקובטור המאפשר גידול עוברי הפריה בתנאים אופטימליים המחקים את התנאים בגוף האישה בצורה הטובה ביותר", מספרת פרופ' דלית בן-יוסף, מנהלת המעבדה להפריה חוץ גופית באיכילוב. "בתוך המכשיר נמצא מיקרוסקופ ומצלמה באיכות גבוהה שמצלמת את העוברים באופן רציף ללא מגע יד אדם. בנוסף יש בו גם מחשב שאוגר את כל סרטי העוברים המצולמים ותוכנה המאפשרת תיעוד של כל המידע שנאסף אודות קצב ההתפתחות והאיכות של עוברים אלה".
בסמוך לפיתוח המכשיר החדשני טסה פרופ' בן-יוסף לבחון אותו במעבדה ברומא, היא הבינה מיד את הפוטנציאל שלו והחליטה להביא אותו לארץ. לפני 4 שנים היא החלה במחקר משותף עם פרופ' נידלמן באוניברסיטת הרווארד, לבניית אלגוריתם מתקדם שיאפשר בחירת עוברים בצורה אוטומטית על בסיס מסד נתונים גדול מאוד שאספו ביחידה במהלך השנים שבהם גודלו העוברים בשלושת האמבריוסקופים הנמצאים במעבדה. כשמדובר בעשרות נתונים על קצב ואיכות ההתפתחות של כל עובר ועובר, קשה למוח האנושי גם של האמבריולוג – מומחה להתפתחות העובר – המקצועי ביותר לעבד את כולם בו זמנית.
למטרה זו מגייסים את המחשב שיכול לעבד אותם בצורה מהירה וטובה יותר. לכן החוקרים מלמדים ומאמנים את המחשב בנתונים וזאת בשיתוף עם צוות האמבריולוגים שבמעבדה בהובלת ד"ר יעל קלמה ובשיתוף חוקרים מתחום עיבוד תמונה ו-big data במעבדתו של השותף למחקר פרופ' נידלמן מהרווארד. "מה שעושים רוב החוקרים בתחום של בינה מלאכותית זה להשתמש באלגוריתמים הקיימים ברשת, כאלה שפותחו לשימושים אחרים ומתאימים אותם לצרכיהם", מסבירה פרופ' בין-יוסף. "במחקר החדש שלנו פיתחנו אלגוריתם ייחודי שבאופן אוטומטי מבצע הערכה של התפתחות העובר בצורה אובייקטיבית ומאוד מדויקת, אפילו יותר מזו של עובד מעבדת IVF מנוסה". תוצאות המחקר המבוסס על עיבוד תמונה ובינה מלאכותית יובילו לשיפור תוצאות טיפולי ההפריה.
מי עושה את זה טוב יותר?
לאחרונה הושלם מחקר גדול שמקדם את התחום החדשני של ראיה ממוחשבת Computer Vision לבחירת עוברים בטיפולי הפריה. לתוצאות המחקר יש פוטנציאל גדול מאוד לקיצור משך הטיפולים עד להשגת היריון ולידה. לשם כך נבנה מודל ממוחשב שמודד אוטומטית את איכות העובר באופן יסודי ושיטתי יותר מהשיטות המקובלות כיום, ללא צורך בהוצאת העוברים מהאינקובטור. המודל מודד 5 מאפיינים עיקריים בעובר במהלך ההפריה וההתפתחות במעבדה וטרם החזרתו לרחם האישה.
- הפריה תקינה של הביצית
- קצב חלוקת העובר במהלך כל השבוע הראשון שלאחר ההפריה
- סימטריית החלוקה
- שיעור השברים בעובר
- איכות העובר ממש לפני ההשרשה ברחם
למה זה חשוב? פרופ' בן-יוסף מסבירה: "כיום המדדים האלה נבדקים במעבדה רק בנקודת זמן אחת והמודל הממוחשב לוקח בחשבון את המידע שהוא אוסף ממאות נקודות זמן לאורך ההתפתחות של העובר ובעצם מאפשר לדעת אם לעובר יש סיכוי להמשיך להתפתח ומה פוטנציאל ההצלחה שלו להגיע לבשלות. לשאלה מי עושה את זה טוב יותר – בודק את פוטנציאל העובר להתפתח – יש תשובה. במחקר השוואתי שעשינו נראה שהמחשב עושה זאת טוב יותר ברוב המכריע של המקרים. ולא רק זה, במחקר הוכח שבעזרת עיבוד תמונה אפשר להעריך ולמדוד בעובר גם מאפיינים נוספים שלא ניתן לראות בעין בצורה מספיק מפורטת. כל אלה נותנים בידי הצוות המטפל כלי חדשני שיכול לשפר את תוצאות ה-IVF ולקצר את משך הטיפול עד להשגת היריון".
"קיצור משך טיפולי ההפריה הוא קריטי"
נראה שבית החולים איכילוב לא לבד. בשנתיים האחרונות התפרסמו מחקרים של חברות וגופים שמפתחים כלים דומים של בינה מלאכותית בהפריה חוץ גופית. למרות שגם בגופים האחרים עומדים רופאים וחוקרים מהשורה הראשונה, נראה שרוב העבודות משתמשות במודלים מורכבים שלא ניתנים ליישום על ידי חוקרים אחרים. לכן הם מהווים למעשה סוג של "קופסה שחורה" ואינם שקופים לצוות המטפל שאמור להשתמש בהם - ובעצם לא ניתן למעשה לבדוק את אמינותם או להשתמש בהם. לפיתוח של איכילוב ישנו פוטנציאל גדול להוות את המודלים שישמשו בעתיד הקרוב לבחירת עוברי IVF בבינה מלאכותית על מנת לקצר את משך הטיפולים עד להיריון ולידה.
"טיפולי פוריות הופכים כאמור לנפוצים יותר היות וההתוויות לטיפול גדלות. גם הגיל שבו נשים וזוגות בוחרים להתחיל ילודה עולה בשל שינויים סוציאליים", מסכמת פרופ' בן-יוסף. "לכן יותר נשים וזוגות יזדקקו לטיפולי הפריה ולפיכך קיצור משך הטיפולים קריטי אף יותר היות והעלויות גבוהות. בישראל רוב הטיפולים הם בסל הבריאות אבל אם יעלו ההתוויות, העומס הכלכלי יהיה גדול ויצטרכו אולי לעשות תעדוף, לכן כל הוזלה היא מבחינת ברכה לזוגות ולמדינה".