הנבואה ניתנה למדענים: מתי ייכחדו הדבורים?
תחשבו איך העולם היה נראה אילו הייתה לנו האפשרות לנבא אסונות, הפסקות חשמל או מחלות? כל אותן דוגמאות הן בעצם תוצאה של קריסת מערכות מורכבות ובזכות מחקר ישראלי פורץ דרך, בו לקח חלק ד"ר ברוך ברזל מהמחלקה למתמטיקה של אוניברסיטת בר אילן, ניתן לזהות כיום לראשונה את אותה נקודה קריטית - רגע לפני קריסתה
כשאתם מרתיחים מים בקומקום אתם יודעים שאפשר לסמוך עליו שבנקודת הרתיחה הוא פשוט יכבה את עצמו ולא ימשיך עד שהמים יתאדו לחלוטין או שהוא יתפוצץ. תארו לעצמכם שברוב הבעיות בחיים - הייתם יכולים לייצר מנגנון כזה, שיוכל לזהות מתי מגיעה נקודת הרתיחה - הנקודה הקריטית, ולהתריע לפני הפיצוץ או הקריסה. למשל, אם במערכת החשמל ידעו מראש בזמן עומס אם ומתי תתרחש הפסקת חשמל, או אם יתאפשר לנבא מבעוד מועד כיצד תגיב המערכת האקולוגית לשינויים סביבתיים, כמו לשאלה מתי ייכחדו הדבורים. ניבוי כזה של אסונות או קריסת מערכות כבר לא רחוק מלהפוך למציאות, בזכות שלושה חוקרים: ד"ר ג'יאנשי גאו (Dr. Jianxi Gao) ופרופ' אלברט-לאסלו בראבשי (Prof. Albert-László Barabási) מאוניברסיטאות הרווארד ונורת'איסטרן וד"ר ברוך ברזל מאוניברסיטת בר-אילן. צפו בראיון שנערך עם ד"ר ברזל:
הראשון באמת לזהות
כולנו חלק ממערכת מסוימת וסביבנו קיימות אינספור מערכות (שניתן גם לקרוא להן רשתות). בני האדם, לצורך העניין, הם חלק מרשת חברתית (לא, לא מדובר על אנשים עם פרופיל בפייסבוק) והאינטראקציות ביניהם היא בעלת משמעות והשפעות, כמו למשל העברת מחלות. סביבנו מערכות רבות, למשל, דבורים ופרחים הם חלק מרשת שחיונית לשמירת המאזן האקולוגי. הרשת הגנטית היא הבסיס לתפקוד של תאי הגוף שלנו. יש מערכת כלכלית שמבוססת על בנקים - אם בנק אחד קורס - איך זה ישפיע על המערכת הכלכלית באותה מדינה?
המשותף לכל המערכות המגוונות הללו הוא שבמבט מתמטי – כולן מתוארות על ידי רשתות מורכבות, מפות מסועפות של קשרים חברתיים, כלכליים, גנטיים או אקולוגיים. ולכולן מצבים "טובים", שבהם תיפקודן תקין, אך גם מצבים מסוכנים, במובילים לקריסה בלתי נמנעת.
נשאלת כאן שאלה אמביציוזית: האם ניתן לנבא התנהגות של מערכות מורכבות אלו ובאילו תנאים הן עוברות ממצב אחד לאחר? השיטה המתמטית שפיתחו שלושת החוקרים, היא ייחודית בכך שמבין כל המחקרים על רשתות בעולם שנעשו עד כה - היא הראשונה לזהות את נקודת הקריסה ומאמר משותף שלהם על התגלית אף פורסמה בכתב העת Nature. למי שלא מכיר, מדובר פה בחותמת היוקרתית ביותר בעולם המדע, שכן בכתב עת זה מפרסמים רק מאמרים פורצי דרך או כאלה בעלי ערך אקטואלי. במקרה הזה מדובר בשילוב של השניים. ב-Nature Video הפיקו סרטון שממחיש את התיאוריה של ד"ר ברזל ועמיתיו בנושא קשרים והשפעות:
אנחנו על המפה
איך זה בעצם עוזר לכם? בדרך כלל חוקרים ואנשי מקצוע ידעו לנתח מערכת של חלקיק אחד או שניים, אבל מערכת רב מימדית של מאות, אלפי או אפילו אינסוף חלקיקים, זו בעיה שהייתה עד היום בלתי פתירה. ד"ר ברזל מספר: "בשלב הזה הראינו את הישימות של השיטה שלנו עבור שלוש מערכות שונות: מערכות אקולוגיות, מערכות גנטיות ורשתות חשמל. מערכות שבאות מתחומים שונים לחלוטין, אך רמת ההצלחה לנבא את התנהגות של המערכות האלו הפתיעה אפילו אותנו".
התרומה של בר-אילן לתגלית הזאת הייתה מכרעת. המדובר בשיתוף פעולה צמוד עם הקבוצות בבוסטון (הרווארד ונורת'איסטרן), שבו הקבוצה של בר-אילן הובילה את המחקר. עוד הוסיף ד"ר ברזל: "בשנים האחרונות המדע לומד ומודד את המבנה של רשתות גנטיות, חברתיות, נוירוניות (במוח), אקולוגיות, תקשורת והרשימה הזאת עוד ארוכה".
"השאלות שמעסיקות את הקבוצה שלי הן איך לנבא מתוך המבנה את ההתנהגות של המערכות האלו: איך יגיב תא סרטני אם נפעיל או נשתיק גנים מסויימים? אילו מסלולים כדאי לחסום על מנת שהמחלה לא תתפשט במערכת? זה מדע בסיסי, כלומר תיאורטי, אבל עם חזון ליישומים ברורים ובעיני חשובים".
השלב הבא
ד"ר ברזל הסביר כי עד כה הוא יחד עם שותפיו בדקו מערכות שכבר עברו את אותו שלב קריטי, עליהן נוסתה השיטה והם בחנו את אמינותה. בין מקרי הבוחן היו, כמו שהסביר בראיון, קריסת מערכות חשמל (מערכת התשתיות), מערכת גוף האדם (מערכת הגנטיקה) והכחדותן של הדבורים (המערכת האקולוגית), שאגב הוא לא מיתוס, אלא מציאות ואולי הידיעה מראש יכולה למנוע אסון גדול למין האנושי. הנה הסבר:
כעת עוברים מהשלב הנסייני - ליישומי: "שותפי מהרווארד ונורת'איסטרן ואני ננתח כיצד אפשר יהיה לחזק תשתיות של עיר, כלומר איזה שינויים כדאי להכניס כדי להרחיק את מערכות החשמל, מים, תקשורת ותחבורה של בוסטון והסביבה מהנקודות הקריטיות. פנה אלינו גם מומחה עולמי לאקולוגיה מאוניברסיטת אריזונה לנתח את היציבות של מערכות אקולוגיות, ואני מקווה שנצליח בעבודה משותפת".
"באופן אישי - הדחף שלי הוא ליישם את השיטות שלנו על התפשטות של מחלות ברשת החברתית (או ברשת התעופה העולמית), ועל העמידות והתפקוד של רשתות תוך-תאיות של גנים וחלבונים. אלה שני יישומים קריטיים בעיני, הנוגעים לבריאותם של המוני בני אדם והייתי שמח שקבוצת המחקר שלי תתרום לקידומם. למשל, לנבא אם אבולה או זיקה
יהפכו למגפה עולמית, ולספק פתרונות למניעת ההתפשטות שלהן על ידי שינויים אסטרטגיים במבנה הרשת. זה יבוא לידי ביטוי על ידי חיסון חכם או התערבות אופטימלית במפת התעופה העולמית".
לפנייה לכתב/ת 
