במארס אשתקד עמד פרופ' אמיר עמדי מול קהל של אלפי אנשים בוועידת איפא"ק בוושינגטון. לצדו ישבה חמוטל, שהתבקשה לבחור בקבוק ירוק מתוך שלושה בקבוקי שתייה קלה שהוצבו על השולחן. האווירה באולם היתה מתוחה, שכן חמוטל היא עיוורת מלידה - היא מעולם לא חוותה אור, ובטח שלא צבע. ואולם עד מהרה היא הושיטה יד בוטחת והרימה את הבקבוק הנכון לקול תשואות הקהל.
"אם יהיה לנו מזל", עבר עמדי למבחן השני, "חמוטל תוציא כעת את התפוח האדום, שהיא הכי אוהבת, מתוך קערת התפוחים הירוקים", אמר. גם במשימה זאת חמוטל עמדה בהצלחה.
האמת היא שמופע הראווה המדהים הזה רחוק מלהיות עניין של מזל. מאחוריו עומדות שנים של מחקר פורץ דרך שמוביל עמדי מבית הספר לרפואה וממרכז אדמונד ולילי ספרא לחקר המוח באוניברסיטה העברית בירושלים. אלגוריתם שפיתח יודע לתרגם דימויים חזותיים לצלילים.
חמוטל צוידה באוזניות ובמצלמה מיניאטורית - אביזרים לא פולשניים - המחוברים לתוכנת מחשב בשם EyeMusic (עין מוסיקלית). תווים ששמעה באוזניה תיארו לה תמונה מפורטת, כפי שסרקה המצלמה משמאל לימין, של מה שעומד לנגד עיניה. חמוטל הצליחה לא רק לפענח את הצבע והצורה של הפריטים, כדי לזהותם כבקבוק או כתפוח, אלא גם למקם אותם במרחב - כך היא היתה מסוגלת לבצע תנועה מהירה ומדויקת לעבר החפץ המבוקש. "אחרי 20 או 30 שעות של אימון, עיוורים יכולים להיכנס עם המכשיר לחדר, לדעת שיש בו ארבעה או חמישה אנשים, לגשת וללחוץ להם את היד", מסביר עמדי.
העדויות שמגיעות מהמעבדה של עמדי כמעט בלתי־נתפשות. למשל, אחד הנסיינים במעבדה יצא יום אחד עם המכשיר החוצה, וקבע ש"משהו לא בסדר בשמים". הנסיין, עיוור מלידה, ידע שהשמים כחולים, כי זה מה שהסבירו לו תמיד, אך כשנשא את עיניו אליהם עם המצלמה של עמדי, הוא שמע כתמים לבנים. אלה היו כמובן עננים, וההבנה כיצד הם נראים היתה תגלית עבורו.
נסיינית אחרת, גם היא עיוורת מלידה, תיארה חלום שבו היא נהגה במכונית: "נהגתי כעיוורת, אבל היתה לי מודעות גבוהה יותר לדברים ויזואליים - הכבישים והנתיבים היו ברורים לי יותר עכשיו. שמעתי מכוניות, זה היה בלילה. מצחיק, אפילו ראיתי את נורית חיווי הדלק. היו לי חלומות נהיגה בעבר, אבל לא כאלה מפורטים".
מיליוני עיוורים בעולם לא יוצאים מהבית
כדי להגיע ליכולות כמו אלה שהציגה חמוטל על במת הוועידה בוושינגטון, יש צורך בשיתוף פעולה של העיוור והכשרה אינטנסיבית, אם כי קצרה מהזמן הנדרש לרכישת מיומנות בסיסית בשפה חדשה.
ובכל זאת, מעטים מהעיוורים עברו הכשרה כזו. ברחבי העולם יש כ–45 מיליון עיוורים ועוד כ-250 מיליון כבדי ראייה. "בארה"ב ובישראל מיעוט בלבד מאוכלוסיית העיוורים משתמש במקל, ופחות מ-2% נעזרים בכלבי נחייה. היתר נשארים בבית ולא יוצאים בגפם. זה מצב בלתי־נסבל - זאת אוכלוסייה גדולה שצריך למצוא עבורה פתרון", אומר עמדי.
בשבוע הבא צפויה לצאת גרסה משופרת של אפליקציית EyeMusic, שתאפשר התנסות ולמידה של תוכנת ההמרה לכל עיוור ובחינם באמצעות הסלולרי. עמדי תולה בה תקוות גדולות. "זה מבחן חשוב עבורנו וקפיצת מדרגה", הוא אומר.
"אנחנו מנסים לגרום לאנשים להשקיע שעות של אימון עצמי ולעשות את זה בכיף, תוך כדי משחקים ושיעורים אונליין, כך שלא יצטרכו להגיע למעבדה, או לכל היותר לשעות בודדות בלבד. השאיפה בשנה־שנתיים הקרובות היא להגיע למצב שמרכזים שעובדים עם עיוורים, רופאי עיניים ואחרים יובילו תוכניות משלהם, תוך שימוש בטכנולוגיה, כך שנגיע לאלפי אנשים".
האלגוריתם של עמדי מסתמך על ארבעה כללים: גובה האובייקט מיוצג על ידי תדר הקול (גובה הצליל), הציר האופקי מיוצג על ידי הזמן ומשך הצלילים, בהירות התמונה מוצפנת על ידי עוצמת הצליל, והצבע מיוצג על ידי כלי נגינה שונים (כמו כינור, חצוצרה ואורגן).
עיוורים שלומדים את שפת הצלילים הזאת ואת החוקיות שלה יכולים להרכיב בראשם תמונות מורכבות, בהן בתים, תמונות נוף וחפצים יומיומיים, לזהות מיקומים של אנשים שונים, לקרוא מלים ואותיות ואפילו לזהות הבעות פנים בעזרת תמונת שמע הנבנית מהרכבת צלילים שונים.
הפיתוח מפתיע וחדשני, אבל גם קשור מאוד לעברו האישי של עמדי. "אני מנגן בסקסופון מגיל 13, ובמהלך התואר הראשון למדתי במקביל גם באקדמיה למוסיקה", הוא מספר. "תמיד התעקשתי לא לשלב בין חקר המוח למוסיקה, כי זה סיפק אצלי תשוקות ועולמות שונים - עד הפרויקט של העין המוסיקלית. לפרויקט הזה הבאתי ידע מתחום אחד אל התחום השני ואני נהנה מזה מאוד. הכנסתי סולמות בלוזים פנטטוניים וג'אזיים לתוך חלק מהאלגוריתם".
האם צלילים בלתי פוסקים באוזניים לא מרתיעים את הנסיינים?
"הצליל הקבוע מפריע בהתחלה, ואז המוח עובר אדפטציה. למרות זאת, גם בשתל וגם בעין המוסיקלית האנשים לא משתמשים כל הזמן, וכמה שעות ברצף יכולות לעייף מאוד את המשתמש. האפקט הזה של העייפות יורד ככל שהנבדק יותר מומחה ומשתמש תדיר. אנחנו מנסים כל הזמן לשפר את המוצר, גם הצלילים שלנו כבר נעימים יותר מהגרסה הראשונית. השימוש באוזניות עצם, שאינן נכנסות לתוך האוזניים, מאפשר להקשיב לעין המוסיקלית ולנהל שיחות בו זמנית".
שפה טבעית לילדים עיוורים
הפיתוח של EyeMusic מגיע לשוק שבו כבר קיימים כל מיני פתרונות טכנולוגיים. אחד מהפיתוחים הקיימים הוא של חברת אורקם (OrCam) הישראלית של פרופ' אמנון שעשוע וזיו אבירם, מייסדי מובילאיי. המכשיר של אורקם יודע להקריא למשתמש טקסטים בהם הוא נתקל במהלך היום כמו שילוט רחוב, תפריט במסעדה, להבחין בין שטרות ולזהות את צבע האור ברמזור.
ואולם, הטכנולוגיה של עמדי אינה רק כלי עזר להתנהלות, אלא שואפת להיות אמצעי חדש לראות את העולם. "אורקם הוא פתרון שונה, על יתרונותיו וחסרונותיו, והוא מתמקד בלקויי ראייה, שכן הם נדרשים להצביע על חפץ, כלומר הם נדרשים לדעת מראש שהוא נמצא שם", מסביר עמדי. "EyeMusic אינה כזאת, והיא גם אינה דומה לליווי של אדם רואה, מכיוון שהיא לא בוחרת עבור העיוור מה לראות ולא מחליטה עבורו מה חשוב יותר או מה חשוב פחות. היא מתרגמת את כל התמונה לצורות וצבעים ברזולוציה נמוכה ומשאירה למוח לעשות את יתר העבודה, שכוללת את ברירת המידע, ההחלטה במה להתרכז ופענוח של החפץ או הגוף שנמצא מולו".
איך אפשר לשמוע את כל החפצים שלפנינו בו־זמנית ולזהות אותם מבלי לדעת מה מחפשים?
"כשאדם מתורגל בשפה החדשה של הצלילים, הוא פשוט בוחר במה להתמקד. אמנם קשה לנו לתפוש את זה, אבל גם לאדם רואה יש עושר מטורף, ואנחנו עדיין מסוגלים לראות את הכל בו־זמנית מבלי להתבלבל ולהתמקד בדברים הרלוונטיים עבורנו.
"לפני כחודש קיבלנו אישור לעבוד עם ילדים מגיל 10 ומעלה, ואנחנו מצפים לזה מאוד. ילדים לומדים שפה חדשה בצורה טבעית וללא קושי, ואנחנו מאמינים שהם יגיעו לרמת שליטה גבוהה ולחוויה אופטימלית. בהמשך אנחנו מקווים לקבל אישורים ולעבוד עם ילדים קטנים יותר. יכול להיות שעבודה בגילים מוקדמים יותר, 4–6, תהיה דרמטית. בשביל זה אנחנו חושבים קדימה ומפתחים משחקים כדי לעבוד אתם".
שירות חינמי במקום ניתוח פולשני יקר
עמדי גילה כי כשהעין המוסיקלית משולבת עם פיתוחים אחרים, היא יכולה להיות משמעותית במיוחד. "אחד האירועים שזכורים לי במיוחד הוא עבודה עם מושתל עין ביונית בפריס", הוא מספר. "הנסיין כבר היה שנה עם שתל רשתית ("עין ביונית", שתל רפואי פולשני שנועד להחזיר באופן חלקי ראיה לסוגים מסוימים של עיוורון; ר"ל) ונחשב לאחד מסיפורי ההצלחה שם. קיבלתי אתו שעה ואימנתי אותו על העין המוסיקלית ביחד עם השתל. התגובה שלו היתה כל כך נלהבת, הוא הרגיש שאחרי אימון קצר, העין המוסיקלית נתנה לו ממדים שגם במשך שנה עם השתל הוא לא הצליח לקבל.
"מהנקודה הזאת היה ברור לי שהקונצפט של השילוב בין שתל לעין המוסיקלית מבטיח מאוד. הרגשתי שהעין המוסיקלית יכולה לתת מענה כמו ניתוח ומכשיר בעלות של 100 אלף יורו, לפחות ברמת הביצועים, אם לא ברמת החוויה - וזה מדליק שאפליקציה חינמית שיצרנו יכולה לעשות משהו כזה".
פרויקט העין המוסיקלית אינו רק משימה חברתית, הוא גם אחראי לגילויים מפתיעים בקהילה המדעית. במשך עשרות שנים האמינו שקליפת המוח הראייתית לא מתפתחת אם היא לא מקבלת קלט ומידע ראייתי לאחר הלידה. מחקר שביצעו עמדי ועמיתיו, שבו נבחנה הפעילות המוחית של עיוורים שלמדו "לראות באמצעות צלילים" באמצעות העין המוסיקלית, מצא כי לא רק שאותם אזורים רדומים במוח הראו פעילות, אלא גם הציגו העדפות זהות לאלה שנמצאו אצל אנשים רואים. למשל, אזור הקריאה הראייתי הגיב לתמונות של אותיות, אזור החפצים לחפצים ועוד.
ממצאים אלה מציעים הרבה תקווה לאוכלוסיית העיוורים, שכן הם מוכיחים כי יש אפשרות כי בהתאם לפיתוחים רפואיים כמו עיניים רפואיות, מוחם יוכל "להתעורר" לעיבוד ראייה בעזרת שיקום. "אני מאמין שאנחנו באמת נבין איך המוח עובד רק אם נלמד לרפא אותו. אם נצליח ללא ניתוח חודרני לגרום לאדם עיוור חוויה של ראיה רק דרך אימון והתניות — זה יהיה משהו בעל חשיבות פרקטית רבה וגם מרתק מבחינת ההבנה שלנו את חווית התפישה והתודעה החושית שלנו במוח", אומר עמדי.
"בחרתי בישראל"
מחקרו פורץ הדרך של עמדי זוכה להתעניינות בעולם: עבודתו סוקרה על ידי המגזינים המדעיים "Science" ,"Nature" ,"Neuron" ו–"Nature Neuroscience". עמדי, זוכה פרס קריל למצוינות במחקר מדעי של קרן וולף ב–2011, פירסם עשרות מאמרים בעיתונים המדעיים היוקרתיים בעולם. עבודה עדכנית עם עיוורים מלידה על העין המוסיקלית עומדת להופיע בגיליון הבא של "Nature Communications", ביחד עם הדוקטורנטים שחר מיידנבאום וסאמי עבוד.
הצוות של עמדי באוניברסיטה העברית כולל כ–15 חוקרים, בהם פוסט־דוקטורנטים, דוקטורנטים וכמה סטודנטים לתואר ראשון ושני. מדובר במעבדה גדולה בקנה מידה אקדמי, המזכירה בהיקפה מעבדותבגופים נחשבים בעולם. כיום, היא נתמכת בקרנות מחקר אקדמאים. המרכזיים שבהם הם מענק יוקרתי בסך מיליון וחצי יורו מהאיחוד האירופי (ERC), ופרס להבנת הקוגניציה האנושית מקרן מקדונלד האמריקאית בסך 600 אלף דולר.
הרעיון של התמרה חושית שעומד בבסיסו של EyeMusic שימש כהשראה גם לפיתוח המצאות נוספות במעבדה - EyeCane - מקל הליכה אלקטרוני שמסוגל לאמוד מרחק מאובייקטים בדיוק של עד חמישה מטרים; עין ביונית רב־חושית, ושפת קריאה חדשה לעיוורים שאינה מצריכה דפוס הנמצאת בשלבי פיתוח.
בסך הכל עמדי אחראי לארבעה פטנטנים השייכים וממוסחרים על ידי חברת יישום, החברה לפיתוח המחקר של האוניברסיטה העברית. "הם עוגנו כפטנטים מכיוון שאנחנו מאמינים שיש להם פוטנציאל כלכלי גדול", מסביר תמיר הוברמן, סמנכ"ל פיתוח עסקי ביישום. "בכל מקום שאנחנו מציגים את המוצרים יש בהם עניין, ואנחנו מחפשים את השותף המסחרי שיסייע להביא את הטכנולוגיה לשוק במהירות ובדרך האופטימלית. השוק הברור והמיידי שעמדי עובד עליו הוא קהל העיוורים והערך החברתי שזה מספק להם, אבל זאת טכנולוגיה שיכולה לזלוג גם לקהלים נוספים, כמו לעולם הגיימינג וליישומים צבאיים".
הסכמי המסחור של האוניברסיטאות בישראל, נחשבים נדיבים למדענים, ביחס לעולם. כ-40% מהתמלוגים הולכים למדען, 20% למעבדה שלו, והיתר (40%) לאוניברסיטה.
"לעמדי יש מוניטין בינלאומי בחקר עיבוד המידע בקליפת המוח הראייתית בשיטות הדמייה מתקדמות (fMRI)", אומר פרופ' אילון ועדיה, ראש מרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח, באוניברסיטה העברית.
"יש בעולם מספר רב של מעבדות שעוסקות בשאלה כיצד קליפת המוח הראייתית מעבדת את המידע, אך התיאוריה שלו על התמרה בין־חושית היא חדשנית, מעוררת מחשבה ומאתגרת את הקהילה המדעית.
"אני מאמין שכיום עמדי יכול להקים מעבדה בכל מקום בעולם ולקבל תקציב מחקר מכובד - אבל הוא בוחר לעשות זאת באוניברסיטה העברית בירושלים, שליוותה אותו מתחילת הדרך", הוסיף.
הציעו לך תקן בהרווארד. מה גרם לך לוותר עליו ולבחור להקים את המעבדה בישראל?
עמדי: "באיזון בין להיות ישראלי למדען - בחרתי בישראל. זה כרוך במחיר כלשהו למדע, אבל הוא לא מאוד גדול, כי יש כאן סטודנטים מדהימים שתענוג לעבוד עמם.
"מצד שני, אם היחס הגרוע והמשאבים הדלים שהמדע מקבל בתעדוף הלאומי ימשיכו להחמיר - אני עלול למצוא את עצמי בכל זאת מהרהר על חזרה לעבוד בחו"ל".
הכתבה פורסמה במקור ב-Themarker
