El Consejo Europeo de Investigación (ERC, por sus siglas en inglés), el fondo de subvenciones de la Unión Europea, ha asignado 16,7 millones de euros para apoyar a diez investigadores de la Universidad Hebrea con “Starting Grants”. Cada uno de estos beneficiarios recibirá una beca individual que oscilará entre 1,5 y 2,5 millones de euros.
La Universidad Hebrea se destaca como la institución israelí de mejor desempeño con la mayor tasa de éxito en las solicitudes de subvenciones. Además, la universidad ha sido testigo de un aumento del 5,5% en el número de beneficiarios de subvenciones en comparación con 2022.
Los siguientes investigadores de la Universidad Hebrea han sido seleccionados como beneficiarios de becas:
- Guy Katz, de la Escuela de Ciencias de la Computación e Ingeniería
- Shir Atzil, del Departamento de Psicología y jefa del Laboratorio de Neurociencia de la Vinculación
- Or (Michael) Hershkovits, del Instituto Einstein de Matemáticas
- Daniel Sharon, del Instituto de Química y el Centro de Nanociencia y Nanotecnología
- Tamar Stein, del Instituto de Química y del Centro de Investigación Fritz Haber de Dinámica Molecular
- Michal Breker-Dekel, del Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales del Instituto Silberman de Ciencias de la Vida
- Gali Umschweif-Nevo, de la Escuela de Farmacia
- Noam Gidron, del Departamento de Ciencias Políticas
- Raunak Basu, del Centro Lili & Edmond Safra para el Estudio de las Ciencias del Cerebro
- Rivka Bekenstein, del Instituto de Física Racah
El profesor Guy Katz recibirá la subvención por su investigación innovadora en la verificación formal de redes neuronales profundas.
En los últimos años, el mundo de la informática ha sido testigo de una profunda transformación debido a los avances en el aprendizaje automático. La adopción de software de autoaprendizaje, conocido como “redes neuronales profundas”, se ha generalizado en diversos campos, superando constantemente a las soluciones de software creadas manualmente.
Sin embargo, un desafío sustancial dificulta la integración de redes neuronales profundas en sistemas críticos: la falta de transparencia con respecto a cómo estas redes llegan a sus conclusiones. Esta opacidad plantea una barrera para garantizar la precisión de sus salidas.
El profesor Katz y su equipo están trabajando diligentemente para desarrollar sistemas capaces de identificar errores dentro de las redes neuronales, en caso de que ocurran, sin la necesidad de examinar un número poco práctico de casos, como es la práctica actual.
Este proyecto innovador tiene como objetivo ofrecer un sistema robusto y confiable para validar la corrección de sistemas extensos de aprendizaje automático. El resultado de este esfuerzo no solo salvaguardará la integridad de las redes neuronales en aplicaciones críticas, sino que también desbloqueará todo el potencial de la revolución del aprendizaje profundo en beneficio de la sociedad humana.
La Dra. Shir Atzil recibirá la subvención por su investigación innovadora sobre los mecanismos biológicos y neuronales que subyacen a nuestra atracción y apego a individuos específicos sobre otros.
Dentro de su laboratorio, la Dra. Atzil profundiza en los intrincados procesos neuronales, biológicos y conductuales que sustentan las profundas conexiones humanas. Sus investigaciones abarcan la formación de vínculos entre padres e hijos y la dinámica del amor.
A pesar de la extensa investigación en los últimos años, la comunidad científica todavía lidia con el enigma de lo que impulsa a los animales sociales, incluidos los humanos, a establecer vínculos sociales duraderos y profundos, así como las razones detrás de nuestras preferencias por ciertos socios.
En su investigación premiada por ERC, la Dra. Atzil propone un mecanismo novedoso para la vinculación social. Su trabajo profundiza en la intrincada interacción entre los procesos fisiológicos fundamentales y las redes neuronales que los gobiernan, arrojando luz sobre la creación de vínculos entre padres e hijos y desentrañando los misterios de la atracción romántica y el enamoramiento.
El Dr. Or (Michael) Hershkovits recibirá la subvención por su investigación innovadora centrada en explorar las propiedades y aplicaciones del flujo de curvatura media.
El flujo de curvatura media es un fenómeno matemático que induce el movimiento y la transformación de planos en el espacio tridimensional, similar a la dispersión del calor.
En las últimas cuatro décadas, y especialmente desde la prueba innovadora de Grigori Perelman de la conjetura de Poincaré utilizando herramientas matemáticas relacionadas, el estudio del flujo de curvatura media ha surgido como un campo central en la geometría moderna y la investigación de ecuaciones diferenciales parciales.
Uno de los principales desafíos en el análisis matemático del flujo de curvatura media radica en comprender las “singularidades” que desarrolla. Estas singularidades ofrecen información sobre cómo evolucionan las formas momentos antes de que su curvatura se acerque al infinito.
Dentro del alcance de la propuesta de investigación del Dr. Hershkovits , hay un programa multifacético diseñado para profundizar en la comprensión de las singularidades “genéricas” en la cuarta dimensión. Esta dimensión presenta una serie de problemas geométricos significativos y no resueltos, algunos de los cuales pueden encontrar soluciones mediante la aplicación del flujo de curvatura media. Además, la propuesta de investigación explora la utilidad del flujo de curvatura media en cosmología. Ofrece información matemática sobre el futuro de un universo en expansión y aborda preguntas relacionadas con el origen de la inflación cósmica, utilizando el poder del análisis matemático.
El Dr. Daniel Sharon recibirá la subvención por su investigación innovadora en el control preciso de procesos inestables de precipitación de metales a nanoescala, con el objetivo final de avanzar en los sistemas electroquímicos para el almacenamiento de energía, especialmente las baterías recargables de estado sólido.
Actualmente, las baterías recargables más avanzadas dependen de electrolitos fluidos. La transición de electrolitos fluidos a electrolitos de estado sólido promete producir baterías más seguras y densas en energía en comparación con las tecnologías actuales.
El enfoque del Dr. Sharon se centra en aprovechar los materiales conductores de iones con estructuras nanométricas específicas y efectuar el cambio de estados fluidos a sólidos. Al dominar el control de los procesos de precipitación metálica, esta investigación prevé la creación de baterías recargables con una densidad de energía significativamente mayor, lo que facilita métodos de producción más accesibles.
Un aspecto fundamental de este proyecto implica el desarrollo de nuevas técnicas experimentales que permiten la observación en tiempo real del proceso de precipitación, logrado mediante la utilización de microscopía electrónica de alta resolución.
La Dra. Tamar Stein recibirá la subvención por su investigación destinada a crear herramientas innovadoras para descifrar los intrincados procesos que surgen de la interacción entre moléculas grandes y radiación dentro de las condiciones extremas del espacio exterior.
La formación de moléculas en el espacio sigue siendo un enigma enigmático en la ciencia contemporánea, con conocimientos limitados sobre los mecanismos responsables de generar moléculas dentro del medio interestelar.
Abordar este profundo misterio requiere un enfoque interdisciplinario que combine observaciones astronómicas, experimentos de laboratorio que simulan condiciones espaciales extremas y cálculos teóricos. Estos cálculos juegan un papel fundamental en el desentrañamiento de los procesos químicos, facilitando la interpretación de las observaciones y los datos experimentales.
A pesar del avanzado estado de la química teórica, actualmente se queda corta en la descripción de procesos saturados de luz dentro de moléculas más grandes, lo que representa un impedimento significativo para nuestra comprensión de la astroquímica.
Las herramientas desarrolladas a través de la investigación de la Dra. Stein prometen impulsar la química computacional y la astroquímica a nuevas alturas, permitiendo una comprensión más profunda de la química que se desarrolla en el cosmos.
La Dra. Michal Breker-Dekel recibirá la subvención por su investigación destinada a descubrir los intrincados mecanismos moleculares involucrados en el suministro de proteínas al cloroplasto, un orgánulo vital central para la vida en la Tierra, donde ocurren procesos críticos como la fotosíntesis. La composición proteica del cloroplasto influye profundamente en su funcionalidad. A pesar de su papel fundamental, nuestra comprensión de los procesos de identificación, entrega e inserción de las proteínas del cloroplasto sigue siendo limitada.
Para abordar este desafío, la Dra. Breker-Dekel será pionera en métodos innovadores de escaneo genético y microscópico centrados en las microalgas unicelulares Chlamydomonas.
Estos métodos servirán como un importante avance tecnológico, ofreciendo información valiosa para futuros proyectos de laboratorio.
Los resultados de esta investigación proporcionarán un terreno fértil para la innovación tecnológica y tendrán el potencial de mejorar la eficiencia de los sistemas fotosintéticos y metabólicos en las plantas en el futuro.
La Dra. Gali Umschweif-Nevo recibirá la subvención por su investigación innovadora sobre los procesos biológicos subyacentes a la comorbilidad de la depresión y la ansiedad.
La ansiedad y la depresión son trastornos psiquiátricos prevalentes que infligen un sufrimiento considerable a las personas y sus comunidades. Es común que ambas condiciones coexistan, con depresión que a menudo surge después de un diagnóstico inicial de un trastorno de ansiedad. En particular, estos trastornos se tratan predominantemente con los mismos medicamentos, lo que indica una base biológica compartida, aunque la causa biológica precisa de esta comorbilidad sigue siendo difícil de alcanzar.
La investigación de la Dra. Umschweif-Nevo examinará los procesos biológicos esenciales implicados tanto en la depresión como en la ansiedad, empleando herramientas únicas para centrarse en grupos específicos de neuronas con el potencial de servir como mecanismos naturales contra la ansiedad. Se espera que esta investigación revele nuevos mecanismos neuronales que sustentan los trastornos depresivos y ansiosos, así como los procesos innatos para la reducción de la ansiedad.
Estos hallazgos proporcionarán un terreno fértil para el desarrollo de medicamentos psiquiátricos innovadores y efectivos que se dirijan a estos mecanismos y a las neuronas responsables de su activación.
El profesor Noam Gidron recibirá la subvención para investigar sobre cómo las identidades nacionales influyen en la polarización política observada en los estados occidentales contemporáneos, y si estas identidades pueden servir como un factor unificador entre los ciudadanos con puntos de vista políticos opuestos.
Si bien puede parecer que la polarización política refleja una creciente división entre los individuos fuertemente apegados a sus identidades nacionales y aquellos que se distancian de tales afiliaciones, los datos empíricos sugieren una realidad diferente. Muchas personas de ambos extremos del espectro político y social comparten la creencia en la importancia de la identidad nacional.
La investigación del profesor Gidron introduce una nueva perspectiva, sugiriendo que la polarización evidente en el panorama político actual no depende necesariamente de la fuerza de las identidades nacionales, sino más bien de las diferentes interpretaciones de la identidad nacional. Además, la forma en que los individuos interpretan su propia identidad nacional tiene implicaciones para diversas posiciones políticas.
Para establecer la conexión entre la polarización y las identidades nacionales, esta investigación empleará un extenso análisis de encuestas y discursos políticos tanto del público en general como de representantes públicos en ocho países occidentales.
Los resultados prometen mejorar nuestra comprensión de las fallas dentro de nuestro panorama político polarizado.
El Dr. Raunak Basu recibirá la subvención para su investigación centrada en desentrañar los procesos subyacentes a la toma de decisiones espaciales en el cerebro, un aspecto fundamental del comportamiento humano y natural. A pesar de su omnipresencia, los mecanismos que rigen la toma de decisiones espaciales siguen siendo poco conocidos, tanto a nivel conductual como neuronal.
La investigación del Dr. Basu se centra en la hipótesis de que el cerebro, antes de tomar una decisión, construye “mapas cognitivos relevantes para la tarea”. Estos mapas encapsulan el entorno y toda la información pertinente esencial para el inminente proceso de toma de decisiones. Estos mapas cognitivos se emplean para evaluar y comparar opciones potenciales, lo que finalmente conduce a una decisión. Para identificar las regiones neuronales responsables de representar estos mapas cognitivos, se estudiarán varios escenarios de toma de decisiones utilizando animales de laboratorio.
Para lograr esto, el equipo de investigación empleará sistemas de grabación especializados capaces de capturar y codificar la actividad de cientos de neuronas en múltiples áreas del cerebro durante los procesos de toma de decisiones.
La Dra. Rivka Bekenstein recibirá la subvención por su investigación pionera en el desarrollo de metamateriales cuánticos innovadores adaptados para el procesamiento de información cuántica.
Estos materiales prometen abordar uno de los desafíos más profundos de la física contemporánea: la realización de sistemas prácticos de tecnología cuántica, incluida la computación cuántica y la comunicación.
Durante su postdoctorado en la Universidad de Harvard, la Dra. Bekenstein sentó las bases de estos metamateriales, demostrando la viabilidad de usar matrices de átomos para manipular los estados de fotones individuales, aprovechándolos así como bits cuánticos (qubits).
Su equipo de investigación actual participa activamente en la fabricación de estos materiales y ejerce control sobre ellos mediante la construcción de matrices de nuevas partículas cuánticas con una fotosensibilidad excepcional. Su enfoque interdisciplinario combina técnicas experimentales como el control cuántico, la física de baja temperatura y la nanofotónica con herramientas teóricas y computacionales que abarcan la física atómica, la óptica y la teoría de la información cuántica.
En estrecha colaboración con la Universidad de Harvard, esta investigación tiene como objetivo culminar en el desarrollo de un chip singular capaz de procesar información cuántica utilizando fotones y partículas cuánticas de vanguardia, “un paso significativo hacia la realización del potencial de la tecnología cuántica”.
Junto con los beneficiarios de las becas de 2023, la Dra. Neta Shlezinger, de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, ha sido honrada por su propuesta de investigación dentro del programa de reserva de las ERC Starting Grants 2022.
La investigación de la Dra. Shlezinger profundiza en el ámbito de los micovirus, explorando su impacto en la fisiología de los hongos patógenos, los mecanismos de patogénesis y las respuestas provocadas por el sistema inmunológico del huésped.
Su propuesta busca desentrañar la intrincada interacción entre estos virus y hongos, arrojando luz sobre cómo los virus fúngicos influyen en la virulencia del hongo, la respuesta de nuestro sistema inmunológico y, en última instancia, si se manifestará una enfermedad. Este estudio revela que los virus fúngicos contribuyen a la patogenicidad de los hongos en humanos, mejorando su virulencia y agresividad.
Los hallazgos están listos para allanar el camino para el desarrollo de nuevos medicamentos antimicóticos y herramientas de diagnóstico con implicaciones de largo alcance para la salud pública, la agricultura y la conservación de la vida silvestre.
