אילון ועדיה

אילון ועדיה (נולד ב-18 בפברואר 1945) הוא פרופסור אמריטוס למדעי המוח באוניברסיטה העברית בירושלים, חבר במרכז למדעי המוח ע״ש אדמונד ולילי ספרא (ELSC) ובקהילת מדעי המוח (Jerusalem Brain Community). החל בשנת 2009 היה למוליך קבוצת המקימים של ELSC וכיהן כראש-מייסד מרכז זה עד לפרישתו לגמלאות באוקטובר 2016. פרופ׳ ועדיה ניהל את רוב מחקריו במחלקה לפיזיולוגיה בבית הספר לרפואה של האוניברסיטה העברית בקמפוס עין כרם, בנושא תאי עצב ורשתות עצביות בקליפת המוח. אילון נולד בחדרה, צעיר בניהם של זיוה לבית קורנפלד (מוורשה) ובניהו ועדיה, ואח ליואש ורותי. בניהו היה נצר למשפחת ועדייוף הבוכרית, אשר מקורה בהודו. משם הביאו את הידע לגידול ועיבוד כותנה והביקוש למוצרי כותנה היווה מקור עושר למשפחה. הסב, חיים ועדייוף, מאס בחיי הגולה, הגיע לארץ ישראל והשתקע בירושלים. בנו בניהו, אביו של אילון ועדיה, למד לימודים תיכוניים בגימנסיה רחביה בירושלים. בטיול שנתי לחדרה החליט ללמוד חקלאות ולהקים את ביתו במושבה הקטנה, מוכת המלריה. נאמן להחלטתו, למד חקלאות באלג'יר ובאיטליה והיה לאחד האגרונומים הראשונים בארץ ישראל. הוא רכש אדמות בחדרה והחל משנת 1927 פיתח משק חקלאי מתקדם ובו רפת, אורווה, באר ומערכת השקיה, גידולי שלחין, פרדסים ובריכות דגים. גם היום אפשר לראות את הבאר ובריכת המים, אשר הוכרזו כמבנים לשימור, כחלק מתולדות חדרה והתפתחות החקלאות בה. בילדותו בילה אילון את זמנו הפנוי במשחקים שהתנהלו סביב פרות, סוסים ופרדסים ובטיולים ושחייה ב״חוף חדרה הישן״ (המקום המוכר היום כ"חוף הכרישים", בשל להקת הכרישים שמגיעה מדי חורף לשהייה במים החמים היוצאים מתחנת הכוח חדרה). הוריו עודדו טיולים אלה, על אף שכללו נסיעות אופניים למרחק של כ־5 ק״מ מביתם. בזמן לימודיו בבית הספר התיכון התעניין בלימודים הומניסטיים, שכללו תנ"ך ותלמוד. מתוך לימודים אלה צמחה תוכניתו להיות מדען ולחקור את פעילות המוח. בעת השירות הצבאי כקצין צעיר בבית הספר לקצינים, הוצע לו מסלול קידום במסגרת צה"ל, אך אילון העדיף לממש את תוכניתו המקורית ולעסוק במדעי המוח. אילון הוא אב לשלוש בנות ומתגורר כעת בתל אביב, לאחר כ-50 שנה בירושלים, בה עשה את רוב עבודתו המדעית. חובב שחיה ושיט מפרשיות ועוסק בשניהם באופן פעיל. בשנת 1966 החל ועדיה בלימודי ביולוגיה באוניברסיטה העברית. בסיום השנה הראשונה הגיש בקשה, חריגה אז, לשלב לימודים בחוג לפיזיולוגיה עם קורסים נבחרים במתמטיקה ופיזיקה. הבקשה אושרה וכך, כבר בשנת 1968 קידם את הרעיון לבנית לתוכנית לימודים רב-תחומית לביולוגיה חישובית. בשנת 1971 החל אילון בעבודת מוסמך והמשיך לדוקטורט באותה מעבדה, בהדרכת החוקר הצעיר דאז, פרופ׳ משה אבלס במחלקה לפיזיולוגיה של בית הספר לרפואה הדסה, עין כרם. בשלב הראשון פיתח טכנולוגיה חישובית חדשנית שנועדה למדוד ולרשום בו זמנית פעילות חשמלית של יותר מתא מוח אחד, להבנת תקשורת בין תאי המוח. כהמשך למחקריו, בחר ועדיה לצאת לתקופת בתר-דוקטורט במחלקה להנדסה ביו-רפואית של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס בארצות הברית. שם החל לחקור את תפקוד תאי העצב באונה הקדמית של המוח.  בתחילת שנת 1983 חזר אילון לישראל והצטרף לסגל הפקולטה לרפואה בירושלים. בשנת 1995 הוענק לו תואר פרופסור-חבר ובשנת 2000 הוענק לאילון תואר פרופסור מן המנין. במהלך שנותיו כאיש סגל באוניברסיטה, היה ועדיה ראש ועדת המיחשב של הפקולטה לרפואה, ראש המחלקה לפיזיולוגיה, חבר המרכז הבינתחומי לחישוביות עצבית (אנ') (Inter-disciplinary Center for Neural Computation), ראש תוכנית הדוקטורט של המרכז לחישוביות עצבית, חבר ועדות בינלאומיות בגרמניה ויפן וחבר באגודות הישראלית, האירופאית והאמריקנית למדעי העצב. וכמו כן שימש במשך 6 שנים co-director של בית ספר קיץ EU-IBRO בחישוביות עצבית (Computational neuroscience). החל משנת 2004 ועד פרישתו היה ראש קתדרת המחקר ע"ש Jack H. Skirball (אנ') באוניברסיטה העברית. בשנת 2009 הועמד בראש צוות ההקמה של המרכז למדעי המוח ע"ש אדמונד ולילי ספרא ובנית משכן עבורו - The Suzanne and Charles Goodman Brain Science Building. החלטת הנהלת האוניברסיטה העברית להקמת המרכז באה בעקבות המלצה של ועדה בינלאומית בראשות Gerald Fischbach (אנ'). צוות ההקמה, בראשות ועדיה, לווה על ידי וועדה בראשות ברט זקמן, זוכה פרס נובל. וועדה זו הנחתה את הנהגת המרכז בבחירת וגיוס חברי מרכז וכן באספקטים האקדמיים. לאחר הקמת מרכז המוח, ועדיה עמד בראשו עד פרישתו, בסוף שנת 2016. כמו כן, ועדיה היה שותף לפעילויות נוספות: קידום וחיזוק שיתופי פעולה ביו חוקרים ותלמידים מתחומים שונים, במסגרת המרכז הבין-תחומי לחישוביות עצבית (ICNC) בנית תוכניות לימודים רב-תחומיות במדעי המוח וכהונה של שנים בראש תוכנית לדוקטורט של מרכז ICNC הובלת תהליך קליטת מחשב מרכזי בפקולטה לרפואה. היה זה מחשב אשר נחשב אז חלוצי מסוגו, (VAX-11/780 (אנ')) ואליו רושתו גם מעבדות המחקר. פעילות זו התבצעה בשנות ה-80 של המאה ה-20, תקופה בה המחשוב של מדעי החיים והרפואה עשה את צעדיו הראשונים. במשך 4 שנים, ועדיה פעל כסגן-נשיא לעניינים אקדמיים של המכללה האקדמית תל אביב-יפו, שם התמקד בעידוד עבודה מדעית מחקרית של הסגל הבכיר, וכן גיבוש והנהגת קריטריונים לקליטת חברי וחברות סגל חדש, ברמה אקדמית גבוהה. כיום ממשיך ועדיה לעסוק במדעי המוח ומעורב בפעילויות של מרכז ELSC בירושלים. ועדיה חקר תפקוד של תאי-עצב ורשתות עצביות בקליפת המוח (קורטקס) והתמקד בתהליכים התנהגותיים של תפיסה, פעולה ולמידה. במאמר משנת 1982 העלו ועדיה וחבריו את ההיפוטזה שגם באזור קורטקס שהוגדר תחושתי (קורטקס שמיעתי ראשוני), תאי עצב משתתפים גם בעיבוד התחושה וגם בהליכי יצירת החלטה ותכנון תגובה התנהגותית רצויה. באותה תקופה, תוצאות אלו היו מנוגדות לתיאוריה השלטת, כי לכל אזור מוחי ולכל תא עצב יש תפקיד ייחודי (גישה זו, בנוסחים מתונים, קיימת גם היום). באוניברסיטת ג'ונס הופקינס ועדיה חקר, יחד עם שותפיו, את תכונות תאי העצב בקליפת המח הקדמית, הנחשבת קשורה יותר להחלטות ופעולות. במאמר משנת 1986 התפרסמו תוצאות אשר חיזקו את ההיפוטזה כי תא עצב אחד עשוי ליטול חלק בתפקודים שונים. בין היתר התא עשוי לפעול בתגובה לגרויים שונים, כגון גירוי שמיעתי וגם גרוי ראייתי. הממצאים אשר התפרסמו ב-1982 וב-1986 הצטרפו לתיאוריה המסבירה חישובים מוחיים על ידי התארגנות דינמית של אוכלוסיות תאי עצב, כאשר התאים מצטרפים ונפרדים לכדי קבוצה שתבנית פעילותה המשותפת מבטאת מצב מחשבתי - התנהגותי. למשל, כאשר תאי עצב מצטרפים לקבוצה ויוצרים תבנית טמפורלית של פעילות חשמלית, היא אומרת "שמענו צליל משמאל". לאחר רגע קצר אפשר שתאים שהיו בקבוצה התחושתית יתחברו לקבוצה אחרת, שתבנית פעילותהאומרת "כדאי להזיז את היד שמאלה". לכן תא עצב אחד עשוי להיות בעל תפקידים שונים, ואפילו רבים. מנגנון חישוב גמיש עשוי לייעל מאוד את ניצול התאים הקיימים במח וגם לייצר גמישות בהליכי למידה. עם חזרתו לירושלים, המשיך ועדיה, עם שותפיו החדשים, לחקור תבניות זמן-מרחב (spatio-temporal patterns), כדי לבחון את הדינמיקה של של יצירת קשרים תפקודיים של קבוצות תאי עצב במהלך התנהגות. במאמר הראשון הודגם חיזוק קשר בפעילות שני תאי עצב (קורלציה עצבית), במיוחד אם הפעילות המשותפת של התאים תורמת להתנהגות (מספקת חיזוקים חיוביים). במחקר משנת 1995 נמצא כי קשרים תפקודיים כאלה עשויים להשתנות במהירות רבה (אלפיות השנייה), באופן שקשור לפעולה התנהגותית (תזוזת עין, למשל). מאמר זה והציע כי אפנון הדינמיקה של קישוריות באוכלוסיות תאי עצב היא הבסיס של מנגנוני תפקוד המוח, באופן המאשש ומרחיב את תיאורית הלמידה של הב (אנ'), שהוצגה על ידי דונלד הב ב-1949, לפני שהיו סימוכין ניסיוניים לרעיונות אלו. בסיכום, עבודותיו של ועדיה הביאו תוצאות ניסויים ביולוגיים שבחנו תיאוריות שמוצעות בעבודות תאורטיות ראשוניות, כגון זו של הב, כמו גם תיאוריות חדשות יותר של חישוביות ברשתות עצבים. התפתחויות תאורטיות וטכנולוגיות תרמו לקידום חקר המוח בגישות חישוביות. בשנות ה-2000 קבוצת המחקר של ועדיה אימצה שיטות המאפשרות רישום סימולטנישל פעילות תאי עצברבים ופיענוח המידע ברשתות עצבים גדולות. כך, למשל, ניתן היה להראות במאמרים משנות ה-2000 התארגנות דינמית של קבוצות תאי עצב, ושינויים התנהגותיים של חיית הניסוי על ידי למידה בממשקי מח מכונה. ועדיה פעל רבות להנגשת נושא מחקריו לקהל הרחב. הוא הרצה במסגרת פעילות של מוזיאון המדע בירושלים והשתתף כמרצה בסדרת הרצאות לקהל הרחב בשם "מדוע", מטעם האוניברסיטה העברית והרשות לקהילה ונוער. כמו כן הרצה בשבוע "קולנוע ומח", שהיה תוצר של שיתוף פעולה בין האוניברסיטה העברית וסינמטק ירושלים וב"שבוע המודעות למח". פרופ' ועדיה הרצה בכנס ה-9 לחקר חדשנות וטכנולוגיות למידה ע"ש צ'ייס, בנושא המוח היצירתי וממשקי מח מכונה. בתקופת הסגרים, עקב מגפת הקורונה, ועדיה הרצה על ממשקי מח מכונה בסדרת הרצאות זום בשם "זום למח" מטעם האוניברסיטה העברית וכן הרצאת זום ביוזמה משותפת של המכללה האקדמית ת"א-יפו ומרכז ELSC בירושלים. מחקריהם של ועדיה וחבריו מנסים לפענח תופעות הקשורות לפעילות המוח, מתוך כוונה שיצרו תובנות שניתן לתרגם ליישומים, בעיקר במישור הרפואי. כבר היום קיימים שימושים קליניים בטיפול על ידי גרויים חשמליים, כמו גריית עומק המוח (Deep Brain Stimulation). עבודותיו של חגי ברגמן (חבר ELSCׂ) תרמו לפיתוח טיפולים אלה, לשימוש בחולי פרקינסון. המחקרים אותם הוביל ועדיה בנושא תבניות פעילות חשמלית מהווים תשתית פוטנציאלית לפיתוחים רפואיים וטכנולוגיים עתידיים, אשר יתרמו לטיפול במגוון רחב של מחלות מח, אשר טרם נמצא להן טיפול. מדיה וקבצים בנושא אילון ועדיה בוויקישיתוף פארק נחל חדרה-תיאור של הפארק כמקום תצפית כרישים ופעילויות נוספות המחשב, המוח והמחשבה - ועדיה-הרצאה מוקלטת במסגרת "מדוע" המוח היצירתי, מציאות, דמיון וממשקי מוח מכונה - ועדיה-הרצאה מוקלטת במסגרת שבוע קולנוע ומח המוח היצירתי וממשקי מוח מכונה - ועדיה-הרצאה במסגרת כנס האדם הלומד בעידן הטכנולוגי ממשקי מוח מכונה ככלי לחקר פלסטיות ולמידה ברשתות עצביות - הרצאה מתוך המיזם "זום למח" מסינפסות לרצון חופשי - ועדיה, במסגרת הקורס "אבני פינה" הכרישים באים: תחנת הסברה מיוחדת למבקרים הוקמה בחופי חדרה, באתר רשות הטבע והגנים, ‏דצמבר 2022 Vaadia E. et al., Single - unit activity related to sensorimotor association in auditory cortex of a monkey, J. Neurophysiol 48, 1982, עמ' 1201-1213 Vaadia E. et al., Unit study of monkey frontal cortex: active localization of auditory and of visual stimuli, J Neurophysiol 56, עמ' 934-952 AhIssar E.et al., Dependence of Cortical Plasticity on Correlated Activity of Single Neurons and on Behavioral Context, Science 257, 1992, עמ' 1412-1415 Vaadia E. et al., Dynamics of neuronal interactions in monkey cortex in relation to behavioural events, Nature 373, 1995, עמ' 515-518 Hebb D. O., The Organization of Behaviour, John Wiley & Sons, 1949, ISBN 978-0-471-36727-7 Enelhard B. et al., Inducing Gamma Oscillations and Precise Spike Synchrony by Operant Conditioning via Brain-Machine Interface, Neuron 77(2), 2013, עמ' 361-375 Lalazar H. et al., Population subspaces reflect movement intention for arm and brain-machine interface control, bioRxiv, 2019