ABOUT THE SPEAKER
Grégoire Courtine - Spinal cord researcher
Grégoire Courtine and his interdisciplinary lab imagine new ways to recover after devastating, mobility-impairing injury to the spinal cord.

Why you should listen

In a lab in Switzerland, a little white rat is re-learning how to walk. In research dubbed Project Rewalk, Grégoire Courtine and his collaborators are figuring out how a spinal cord with a severe lesion might repair itself, to the point that voluntary locomotion could happen again -- not just reactive movement but brain-directed walking and running. The treatment involves a re-awakening cocktail of chemicals released onto the spinal cord, combined with electrical stimulation -- plus repeated exercise that rehearses the walking movement. As part of the experiment, Courtine's team developed a robot that gently supports the rat vertically but does not push it forward; the rat has to decide to move on its own. And eventually, it does. As Courtine explains, "the training forces the brain to recruit what is left of the neural system to get the job done."
 
Courtine holds the International Paraplegic Foundation chair in spinal cord repair at the Center for Neuroprosthetics at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne.

More profile about the speaker
Grégoire Courtine | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

Grégoire Courtine: The paralyzed rat that walked

Grégoire Courtine: Le rat paralysé qui marcha

Filmed:
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Un traumatisme de la moelle épinière peut affecter la communication entre le cerveau et le corps, débouchant sur la paralysie. Tout droit sorti de son laboratoire, Grégoire Courtine nous montre une nouvelle méthode -- mélangeant les médicaments, la stimulation électrique et un robot -- qui pourrait réveiller les chemins neuronaux et aider le corps à réapprendre à bouger tout seul. Voyez comment cela fonctionne, quand un rat paralysé redevient capable de courir et de monter des escaliers.
- Spinal cord researcher
Grégoire Courtine and his interdisciplinary lab imagine new ways to recover after devastating, mobility-impairing injury to the spinal cord. Full bio

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00:12
I am a neuroscientistchercheur en neurosciences
0
446
1625
Je suis neuroscientifique
00:14
with a mixedmixte backgroundContexte in physicsla physique and medicinemédicament.
1
2071
3811
avec une formation à la fois en physique
et en médecine.
00:17
My lablaboratoire at the SwissSuisse FederalFédéral InstituteInstitut of TechnologyTechnologie
2
5882
5041
Mon laboratoire
à l'Institut Fédéral Suisse de Technologie
00:22
focusesse concentre on spinalspinal cordcorde injuryblessure,
3
10923
3190
est spécialisé dans les traumatismes
de la moelle épinière
00:26
whichlequel affectsaffecte more than 50,000 people
4
14113
2731
qui touchent plus de 50 000 personnes
00:28
around the worldmonde everychaque yearan,
5
16844
2690
dans le monde, chaque année,
00:31
with dramaticdramatique consequencesconséquences for affectedaffecté individualspersonnes,
6
19534
3606
avec des conséquences très graves
pour les personnes concernées,
00:35
whosedont life literallyLittéralement shattersvoler en éclats
7
23140
2233
dont les vies s'écroulent littéralement
00:37
in a mattermatière of a handfulpoignée of secondssecondes.
8
25373
3235
en l'espace d'une poignée de secondes.
00:40
And for me, the Man of SteelEn acier,
9
28608
3058
Pour moi, C'est Superman,
00:43
ChristopherChristopher ReeveReeve,
10
31666
2204
Christopher Reeve,
00:45
has bestmeilleur raisedélevé the awarenessconscience
11
33870
2090
qui a le plus contribué
à la prise de conscience
00:47
on the distressdétresse of spinalspinal cordcorde injuredblessé people.
12
35960
2915
de la détresse des gens blessés
à la moelle épinière.
00:50
And this is how I startedcommencé my ownposséder personalpersonnel journeypériple
13
38875
3139
C'est ainsi qu'a débuté mon propre voyage
00:54
in this fieldchamp of researchrecherche,
14
42014
1499
dans ce domaine de recherche,
00:55
workingtravail with the ChristopherChristopher and DanaDana ReeveReeve FoundationFondation.
15
43513
3437
en travaillant avec
la Fondation Christopher et Dana Reeve.
00:58
I still rememberrappelles toi this decisivedécisive momentmoment.
16
46950
4596
Je me souviens encore
de ce moment crucial.
01:03
It was just at the endfin of a regularordinaire day of work
17
51546
1951
C'était à la fin d'une journée ordinaire
01:05
with the foundationfondation.
18
53497
1543
à la Fondation.
01:07
ChrisChris addressedadressé us, the scientistsscientifiques and expertsexperts,
19
55040
4652
Chris nous a parlé, à nous,
les scientifiques et les experts :
01:11
"You have to be more pragmaticpragmatique.
20
59692
3593
« Vous devez être plus pragmatiques.
01:15
When leavingen quittant your laboratorylaboratoire tomorrowdemain,
21
63285
2352
Lorsque vous quitterez le laboratoire demain,
01:17
I want you to stop by the rehabilitationremise en état centercentre
22
65637
2904
je veux que vous vous arrêtiez
au centre de rééducation
01:20
to watch injuredblessé people
23
68541
1609
pour observer les personnes blessées
01:22
fightingcombat to take a stepétape,
24
70150
2025
qui luttent pour faire un pas,
01:24
strugglingluttant to maintainmaintenir theirleur trunktronc.
25
72175
2641
qui ont du mal à maintenir leur tronc.
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
Et lorsque vous rentrerez chez vous,
01:28
think of what you are going to changechangement in your researchrecherche
27
76229
2410
réfléchissez à ce que vous allez changer
dans vos recherches,
01:30
on the followingSuivant day to make theirleur livesvies better."
28
78639
3568
le lendemain,
pour rendre leurs vies meilleures. »
01:34
These wordsmots, they stuckcoincé with me.
29
82207
4053
Ces mots me sont restés.
01:38
This was more than 10 yearsannées agodepuis,
30
86260
2391
C'était il y a plus de 10 ans,
01:40
but ever sincedepuis, my laboratorylaboratoire has followedsuivi
31
88651
2767
mais, depuis, mon laboratoire a adopté
01:43
the pragmaticpragmatique approachapproche to recoveryrécupération
32
91418
1963
une approche pragmatique
de la guérison
01:45
after spinalspinal cordcorde injuryblessure.
33
93381
2411
après un traumatisme de la moelle épinière.
01:47
And my first stepétape in this directiondirection
34
95792
2041
Mon premier pas dans cette direction
01:49
was to developdévelopper a newNouveau modelmaquette of spinalspinal cordcorde injuryblessure
35
97833
3289
a été de développer un nouveau modèle
du traumatisme de la moelle épinière
01:53
that would more closelyétroitement mimicimiter some of the keyclé featuresfonctionnalités of humanHumain injuryblessure
36
101122
3647
qui serait une meilleure imitation
de certains aspects clés du traumatisme humain,
01:56
while offeringoffre well-controlledbien contrôlée experimentalexpérimental conditionsconditions.
37
104769
3372
tout en présentant des conditions expérimentales
bien contrôlées.
02:00
And for this purposeobjectif, we placedmis two hemisectionshémisections
38
108141
2567
Dans ce but,
nous avons procédé à deux hémisections
02:02
on oppositecontraire sidescôtés of the bodycorps.
39
110708
1415
des deux côtés du corps.
02:04
They completelycomplètement interruptinterrompre the communicationla communication
40
112123
2145
Elles interrompent totalement
la communication
02:06
betweenentre the braincerveau and the spinalspinal cordcorde,
41
114268
2582
entre le cerveau et la moelle épinière,
02:08
thusAinsi leadingde premier plan to completeAchevée and permanentpermanent paralysisparalysie
42
116850
2710
entraînant une paralysie
complète et permanente
02:11
of the legjambe.
43
119560
1767
de la patte.
02:13
But, as observedobservé, after mostles plus injuriesblessures in humanshumains,
44
121327
3891
On a observé qu'après la plupart
des traumatismes chez l'homme,
02:17
there is this interveningintervenant gapécart of intactintact neuralneural tissuetissu
45
125218
2950
il y a un tronçon de tissu neuronal intact
02:20
throughpar whichlequel recoveryrécupération can occurse produire.
46
128168
2703
qui pourrait permettre le rétablissement.
02:22
But how to make it happense produire?
47
130871
3041
Comment le provoquer ?
02:25
Well, the classicalclassique approachapproche
48
133912
3361
L'approche classique
02:29
consistsconsiste of applyingappliquer interventionintervention
49
137273
2636
consiste à réaliser une intervention
02:31
that would promotepromouvoir the growthcroissance of the severedsectionnée fiberfibre
50
139909
2910
qui encouragerait la croissance
de la fibre endommagée
02:34
to the originaloriginal targetcible.
51
142819
2108
vers la cible d'origine.
02:36
And while this certainlycertainement remainedresté the keyclé for a cureguérir,
52
144927
3751
Alors que cela reste certainement
une clé pour la guérison,
02:40
this seemedsemblait extraordinarilyextraordinairement complicatedcompliqué to me.
53
148678
3515
cela m'a semblé
extraordinairement compliqué.
02:44
To reachatteindre clinicalclinique fruitionréalisation rapidlyrapidement,
54
152193
2725
Pour atteindre un résultat clinique
rapidement,
02:46
it was obviousévident:
55
154918
1560
il était évident
02:48
I had to think about the problemproblème differentlydifféremment.
56
156478
3920
que je devais réfléchir au problème
d'une autre façon.
02:52
It turnedtourné out that more than 100 yearsannées of researchrecherche
57
160398
3108
Il s'est avéré
que plus de 100 ans de recherches
02:55
on spinalspinal cordcorde physiologyphysiologie,
58
163506
1641
sur la physiologie de la moelle épinière,
02:57
startingdépart with the NobelPrix Nobel PrizePrix SherringtonSherrington,
59
165147
2325
en commençant par le Prix Nobel Sherrington,
02:59
had shownmontré that
60
167472
1807
avaient montrés
03:01
the spinalspinal cordcorde, belowau dessous de mostles plus injuriesblessures,
61
169279
2235
que la moelle épinière contenait,
en amont de la plupart des blessures,
03:03
containedcontenu all the necessarynécessaire and sufficientsuffisante neuralneural networksréseaux
62
171514
3253
tous les réseaux neuronaux
nécessaires et suffisants
03:06
to coordinatecoordonner locomotionlocomotion,
63
174767
2320
pour coordonner la locomotion.
03:09
but because inputcontribution from the braincerveau is interruptedinterrompu,
64
177087
2959
Mais parce que les données venant du cerveau
sont interrompues,
03:12
they are in a nonfunctionalne fonctionne pas stateEtat, like kindgentil of dormantdormants.
65
180046
3168
ces réseaux ne sont pas fonctionnels,
comme en état de sommeil.
03:15
My ideaidée: We awakens’éveiller this networkréseau.
66
183214
4332
Mon idée : réveillons ce réseau.
03:19
And at the time, I was a post-doctoralpost-doctorants fellowcompagnon in LosLos AngelesAngeles,
67
187546
4287
A cette époque,
j'étais en post-doctorat à Los Angeles,
03:23
after completingavoir terminé my PhPH.D. in FranceFrance,
68
191833
2566
après avoir fini ma thèse en France,
03:26
where independentindépendant thinkingen pensant
69
194399
1909
où la pensée indépendante
03:28
is not necessarilynécessairement promotedpromu.
70
196308
3107
n'est pas vraiment encouragée.
03:31
(LaughterRires)
71
199415
1827
(Rires)
03:33
I was afraidpeur to talk to my newNouveau bosspatron,
72
201242
3753
J'avais peur de parler
à mon nouveau chef,
03:36
but decideddécidé to musterMuster up my couragecourage.
73
204995
2393
mais j'ai décidé de prendre
mon courage à deux mains.
03:39
I knockedfrappé at the doorporte of my wonderfulformidable advisorconseiller,
74
207388
2657
J'ai frappé à la porte
de mon extraordinaire conseiller,
03:42
ReggieReggie EdgertonEdgerton, to sharepartager my newNouveau ideaidée.
75
210045
3991
Reggie Edgerton,
pour lui faire part de mon idée.
03:46
He listenedécouté to me carefullysoigneusement,
76
214036
2250
Il m'a écouté attentivement,
03:48
and respondeda répondu with a gringrin.
77
216286
2941
et m'a répondu avec un sourire.
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
« Pourquoi n'essayerais-tu pas ? »
03:53
And I promisepromettre to you,
79
221270
2125
Je vous jure,
03:55
this was suchtel an importantimportant momentmoment in my careercarrière,
80
223395
3355
ce fut un moment crucial dans ma carrière
03:58
when I realizedréalisé that the great leaderchef
81
226750
2435
lorsque j'ai compris qu'un
immense directeur
04:01
believeda cru in youngJeune people and newNouveau ideasidées.
82
229185
2993
faisait confiance aux jeunes
et aux idées novatrices.
04:04
And this was the ideaidée:
83
232178
1608
Voici l'idée :
04:05
I'm going to use a simplisticsimpliste metaphormétaphore
84
233786
2666
Je vais utiliser une métaphore simpliste
04:08
to explainExplique to you this complicatedcompliqué conceptconcept.
85
236452
2126
pour vous expliquer ce concept compliqué.
04:10
ImagineImaginez that the locomotorlocomotrice systemsystème is a carvoiture.
86
238578
4766
Imaginez que le système locomoteur
est une voiture.
04:15
The enginemoteur is the spinalspinal cordcorde.
87
243344
2246
Le moteur est la moelle épinière.
04:17
The transmissiontransmission is interruptedinterrompu. The enginemoteur is turnedtourné off.
88
245590
3258
La transmission est interrompue.
Le moteur est éteint.
04:20
How could we re-engageréengager the enginemoteur?
89
248848
3007
Comment peut-on
relancer le moteur ?
04:23
First, we have to providefournir the fuelcarburant;
90
251855
3142
Tout d'abord, on doit mettre du carburant ;
04:26
secondseconde, presspresse the acceleratoraccélérateur pedalpédale;
91
254997
2343
ensuite, appuyer sur l'accélérateur ;
04:29
thirdtroisième, steerSteer the carvoiture.
92
257340
1938
puis conduire la voiture.
04:31
It turnedtourné out that there are knownconnu neuralneural pathwaysvoies
93
259278
1762
Il s'est avéré qu'on connaît
des chemins neuronaux,
04:33
comingvenir from the braincerveau that playjouer this very functionfonction
94
261040
2954
venant du cerveau,
qui jouent ce rôle précis
04:35
duringpendant locomotionlocomotion.
95
263994
1382
pour la locomotion.
04:37
My ideaidée: ReplaceRemplacer this missingmanquant inputcontribution
96
265376
2715
Mon idée :
remplacer les impulsions absentes
04:40
to providefournir the spinalspinal cordcorde
97
268091
1402
pour donner à la moelle épinière
04:41
with the kindgentil of interventionintervention
98
269493
1396
le genre d'instructions
04:42
that the braincerveau would deliverlivrer naturallynaturellement in ordercommande to walkmarche.
99
270889
4730
que le cerveau délivrerait naturellement
pour la marche.
04:47
For this, I leveragedmis à profit 20 yearsannées of pastpassé researchrecherche in neuroscienceneuroscience,
100
275619
4439
Pour ce faire, j'ai exploité
20 années de recherche dans la neuroscience,
04:52
first to replaceremplacer the missingmanquant fuelcarburant
101
280058
2764
tout d'abord pour remplacer
ce carburant absent
04:54
with pharmacologicalpharmacologique agentsagents
102
282822
2068
par des agents pharmacologiques
04:56
that preparepréparer the neuronsneurones in the spinalspinal cordcorde to fireFeu,
103
284890
3480
qui préparent les neurones
de la moelle épinière à réagir,
05:00
and secondseconde, to mimicimiter the acceleratoraccélérateur pedalpédale
104
288370
4055
et ensuite,
pour imiter la pédale d'accélérateur
05:04
with electricalélectrique stimulationstimulation.
105
292425
1480
par une stimulation électrique.
05:05
So here imagineimaginer an electrodeélectrode
106
293905
2169
Imaginez maintenant une électrode
05:08
implantedimplanté on the back of the spinalspinal cordcorde
107
296074
2406
implantée sur l'arrière de la moelle épinière
05:10
to deliverlivrer painlessindolore stimulationstimulation.
108
298480
2262
pour délivrer une stimulation indolore.
05:12
It tooka pris manybeaucoup yearsannées, but eventuallyfinalement we developeddéveloppé
109
300742
2832
Cela a pris de nombreuses années,
mais nous avons fini par développer
05:15
an electrochemicalélectrochimique neuroprosthesisneuroprothèse
110
303574
2557
une neuroprothèse électro-chimique
05:18
that transformedtransformé the neuralneural networkréseau
111
306131
1766
qui fait passer le réseau neuronal
05:19
in the spinalspinal cordcorde from dormantdormants to a highlytrès functionalfonctionnel stateEtat.
112
307897
5006
de la moelle épinière d'état de sommeil
à un état très fonctionnel.
05:24
ImmediatelyImmédiatement, the paralyzedparalysé ratrat can standsupporter.
113
312903
6280
Le rat paralysé peut immédiatement se lever.
05:31
As soonbientôt as the treadmilltapis de course beltceinture startsdéparts movingen mouvement,
114
319183
2327
Dès que le tapis de course démarre,
05:33
the animalanimal showsmontre coordinatedcoordonné movementmouvement of the legjambe,
115
321510
3806
l'animal présente
un mouvement coordonné de la patte,
05:37
but withoutsans pour autant the braincerveau.
116
325316
1978
mais sans que le cerveau n'intervienne.
05:39
Here what I call "the spinalspinal braincerveau"
117
327294
1990
Voici ce que je nomme le "cerveau spinal"
05:41
cognitivelycognitivement processesprocessus sensorysensoriel informationinformation
118
329284
3122
qui traite de façon cognitive
les informations sensorielles
05:44
arisingdécoulant from the movingen mouvement legjambe
119
332406
1895
venant de la patte en mouvement
05:46
and makesfait du decisionsles décisions as to how to activateactiver the musclemuscle
120
334301
3695
et qui prend des décisions quant à
la manière d'activer le muscle
05:49
in ordercommande to standsupporter, to walkmarche, to runcourir,
121
337996
3390
afin de se lever, de marcher,
de courir
05:53
and even here, while sprintingSprint,
122
341386
2112
et même ici, en plein sprint,
05:55
instantlyimmédiatement standsupporter
123
343498
2297
de s'immobiliser instantanément
05:57
if the treadmilltapis de course stopsarrêts movingen mouvement.
124
345795
2463
si le tapis de course s'arrête.
06:00
This was amazingincroyable.
125
348258
1337
C'était incroyable.
06:01
I was completelycomplètement fascinatedfasciné by this locomotionlocomotion
126
349595
3387
J'étais totalement fasciné
par cette locomotion
06:04
withoutsans pour autant the braincerveau,
127
352982
2495
sans cerveau,
06:07
but at the sameMême time so frustratedfrustré.
128
355477
3655
mais j'étais aussi très frustré.
06:11
This locomotionlocomotion was completelycomplètement involuntaryinvolontaire.
129
359132
2393
Cette locomotion
était complètement involontaire.
06:13
The animalanimal had virtuallyvirtuellement no controlcontrôle over the legsjambes.
130
361525
3365
L'animal n'avait absolument
aucun contrôle sur ses pattes.
06:16
ClearlyClairement, the steeringpilotage systemsystème was missingmanquant.
131
364890
4120
Il manquait clairement
un système de pilotage.
06:21
And it then becamedevenu obviousévident from me
132
369010
1892
Il m'est ensuite devenu évident
06:22
that we had to movebouge toi away
133
370902
1348
que nous devions nous détacher
06:24
from the classicalclassique rehabilitationremise en état paradigmparadigme,
134
372250
3372
du paradigme classique de rééducation,
06:27
steppingpas à pas on a treadmilltapis de course,
135
375622
1722
marcher sur un tapis de course,
06:29
and developdévelopper conditionsconditions that would encourageencourager
136
377344
3220
et qu'il fallait développer des conditions
qui encourageraient
06:32
the braincerveau to begincommencer voluntaryvolontaire controlcontrôle over the legjambe.
137
380564
5233
le cerveau à commencer à prendre
volontairement le contrôle de la patte.
06:37
With this in mindesprit, we developeddéveloppé a completelycomplètement newNouveau
138
385797
3385
Dans cette optique,
nous avons développé
06:41
roboticrobotique systemsystème to supportsoutien the ratrat
139
389182
3230
un tout nouveau système robotique
pour soutenir le rat
06:44
in any directiondirection of spaceespace.
140
392412
2526
dans n'importe quelle direction.
06:46
ImagineImaginez, this is really coolcool.
141
394938
2175
Imaginez, c'est vraiment génial.
06:49
So imagineimaginer the little 200-gram-gramme ratrat
142
397113
3831
Imaginez ce petit rat de 200 grammes
06:52
attachedattaché at the extremityextrémité of this 200-kilo-kilo robotrobot,
143
400944
3701
attaché à l'extrémité d'un
robot de 200 kilos,
06:56
but the ratrat does not feel the robotrobot.
144
404645
2572
et le rat ne sent même pas le robot.
06:59
The robotrobot is transparenttransparent,
145
407217
2072
Le robot est transparent,
07:01
just like you would holdtenir a youngJeune childenfant
146
409289
2362
comme si on tenait un petit enfant par la main
07:03
duringpendant the first insecureinsécurité stepspas.
147
411651
2364
lors de ses premiers pas hésitants.
07:06
Let me summarizerésumer: The ratrat receivedreçu
148
414015
3554
Si je résume : le rat a reçu
07:09
a paralyzingparalysante lesionlésion of the spinalspinal cordcorde.
149
417569
2445
une lésion paralysante
de la moelle épinière.
07:12
The electrochemicalélectrochimique neuroprosthesisneuroprothèse enabledactivée
150
420014
2590
La neuroprothèse électrochimique
lui a permis d'avoir
07:14
a highlytrès functionalfonctionnel stateEtat of the spinalspinal locomotorlocomotrice networksréseaux.
151
422604
4207
des réseaux spinaux locomoteurs
en parfait état de fonctionnement.
07:18
The robotrobot providedà condition de the safesûr environmentenvironnement
152
426811
3766
Le robot a fourni un environnement sûr
07:22
to allowpermettre the ratrat to attempttentative anything
153
430577
1963
ce qui permet au rat de tenter ce qu'il veut
07:24
to engageengager the paralyzedparalysé legsjambes.
154
432540
2682
pour mobiliser les pattes paralysées.
07:27
And for motivationmotivation, we used what I think
155
435222
2825
Pour la motivation, nous avons utilisé
ce qui selon moi
07:30
is the mostles plus powerfulpuissant pharmacologypharmacologie of SwitzerlandSuisse:
156
438047
3834
est la pharmacopée
la plus puissante de Suisse :
07:33
fine SwissSuisse chocolateChocolat.
157
441881
2307
du bon chocolat suisse.
07:36
(LaughterRires)
158
444188
2922
(Rires)
07:39
ActuallyEn fait, the first resultsrésultats were very, very,
159
447110
4563
A vrai dire, les premiers résultats
furent très, très,
07:43
very disappointingdécevante.
160
451673
2635
très décevants.
07:46
Here is my bestmeilleur physicalphysique therapistthérapeute
161
454308
3302
Voici mon meilleur physiothérapeute
07:56
completelycomplètement failingéchouer to encourageencourager the ratrat
162
464794
2590
qui échoue complètement
à inciter le rat
07:59
to take a singleunique stepétape,
163
467384
2061
à faire un seul pas,
08:01
whereastandis que the sameMême ratrat, fivecinq minutesminutes earlierplus tôt,
164
469445
2846
alors que ce même rat,
cinq minutes avant,
08:04
walkedmarcha beautifullymagnifiquement on the treadmilltapis de course.
165
472291
2306
marchait merveilleusement bien
sur le tapis de course.
08:06
We were so frustratedfrustré.
166
474597
2157
C'était réellement frustrant.
08:08
But you know, one of the mostles plus essentialessentiel qualitiesqualités
167
476754
2899
Mais une des qualités les plus importantes
08:11
of a scientistscientifique is perseverancepersévérance.
168
479653
2476
d'un scientifique,
c'est la persévérance.
08:14
We insistedinsisté. We refinedraffiné our paradigmparadigme,
169
482129
3416
Nous avons insisté.
Nous avons affiné notre modèle,
08:17
and after severalnombreuses monthsmois of trainingentraînement,
170
485545
2263
et après des mois d'entraînement,
08:19
the otherwiseautrement paralyzedparalysé ratrat could standsupporter,
171
487808
3806
le rat paralysé a pu se lever,
08:23
and whenevern'importe quand she decideddécidé,
172
491614
1812
et lorsqu'elle l'avait décidé,
08:25
initiatedinitié fullplein weight-bearingportantes locomotionlocomotion
173
493426
2332
commencer à se mouvoir
de toutes ses forces
08:27
to sprintsprint towardsvers the rewardsrécompenses.
174
495758
3250
pour foncer vers la récompense.
08:31
This is the first recoveryrécupération ever observedobservé
175
499008
3405
C'est le tout premier
rétablissement jamais observé
08:34
of voluntaryvolontaire legjambe movementmouvement
176
502413
1894
d'un mouvement volontaire de la patte
08:36
after an experimentalexpérimental lesionlésion of the spinalspinal cordcorde
177
504307
2454
après une lésion expérimentale
de la moelle épinière
08:38
leadingde premier plan to completeAchevée and permanentpermanent paralysisparalysie.
178
506761
3461
débouchant sur une paralysie
complète et permanente.
08:42
In factfait --
179
510222
1987
En fait...
08:44
(ApplauseApplaudissements)
180
512209
1720
(Applaudissements)
08:45
Thank you.
181
513929
4379
Merci.
08:50
In factfait, not only could the ratrat initiateinitier
182
518308
3094
En fait, ce rat pouvait
non seulement entamer
08:53
and sustainsoutenir locomotionlocomotion on the groundsol,
183
521402
2677
et maintenir un mouvement
sur le sol,
08:56
they could even adjustrégler legjambe movementmouvement,
184
524079
2281
il pouvait aussi
adapter les mouvements de ses pattes,
08:58
for exampleExemple, to resistrésister gravityla gravité
185
526360
2356
pour lutter contre la gravité, par exemple,
09:00
in ordercommande to climbmontée a staircaseescalier.
186
528716
2624
pour grimper des marches.
09:03
I can promisepromettre you this was
187
531340
1950
Je vous assure
09:05
suchtel an emotionalémotif momentmoment in my laboratorylaboratoire.
188
533290
3109
que ça a été un moment très émouvant
au laboratoire.
09:08
It tooka pris us 10 yearsannées of harddifficile work
189
536399
2743
Cela nous a pris 10 années de dur labeur
09:11
to reachatteindre this goalobjectif.
190
539142
2451
pour atteindre cet objectif.
09:13
But the remainingrestant questionquestion was, how?
191
541593
2551
Mais la question qui subsistait,
c'était comment ?
09:16
I mean, how is it possiblepossible?
192
544144
1692
Sérieusement, comment est-ce possible ?
09:17
And here, what we founda trouvé
193
545836
1678
Ce que nous avions trouvé là
09:19
was completelycomplètement unexpectedinattendu.
194
547514
3676
était totalement inattendu.
09:23
This novelroman trainingentraînement paradigmparadigme
195
551190
4158
Ce nouveau modèle d'entraînement
09:27
encouragedencouragé the braincerveau to createcréer newNouveau connectionsles liaisons,
196
555348
3671
avait encouragé le cerveau
à créer de nouvelles connections,
09:31
some relayRelais circuitsles circuits
197
559019
2902
des circuits de relais
09:33
that relayRelais informationinformation from the braincerveau
198
561921
3048
qui transmettaient les informations
du cerveau
09:36
pastpassé the injuryblessure and restorerestaurer corticalcorticale controlcontrôle
199
564969
3156
au-delà de la blessure,
et restauraient le contrôle cortical
09:40
over the locomotorlocomotrice networksréseaux belowau dessous de the injuryblessure.
200
568125
3441
des réseaux locomoteurs
en aval de la blessure.
09:43
And here, you can see one suchtel exampleExemple,
201
571566
2922
En voici un exemple
09:46
where we labelétiquette the fibersfibres comingvenir from the braincerveau in redrouge.
202
574488
3363
où les fibres provenant du cerveau
sont représentées en rouge.
09:49
This bluebleu neuronneurone is connectedconnecté with the locomotorlocomotrice centercentre,
203
577851
3420
Le neurone bleu est connecté
au centre locomoteur,
09:53
and what this constellationconstellation
204
581271
2363
et ce que cette constellation
09:55
of synapticsynaptique contactsContacts meansveux dire
205
583634
2351
de contacts synaptiques signifie,
09:57
is that the braincerveau is reconnectedreconnecté with the locomotorlocomotrice centercentre
206
585985
3799
c'est que le cerveau est reconnecté
au centre locomoteur
10:01
with only one relayRelais neuronneurone.
207
589784
3998
par un seul neurone relais.
10:05
But the remodelingremodelage was not restrictedlimité
208
593782
1931
La restructuration
ne s'était pas limitée
10:07
to the lesionlésion arearégion.
209
595713
1087
à la zone de lésion.
10:08
It occurredeu lieu throughouttout au long de the centralcentral nervousnerveux systemsystème,
210
596800
3289
Elle s'était répandue dans tout
le système nerveux central,
10:12
includingcomprenant in the braincerveau stemtige,
211
600089
2318
y compris dans le tronc cérébral,
10:14
where we observedobservé up to 300-percent-pour cent increaseaugmenter
212
602407
3262
où ont été observés jusqu'à
300 pour cent d'amélioration
10:17
in the densitydensité of fibersfibres comingvenir from the braincerveau.
213
605669
3759
de la densité des fibres
venant du cerveau.
10:21
We did not aimobjectif to repairréparation the spinalspinal cordcorde,
214
609428
3527
Notre objectif n'était pas
de réparer la moelle épinière,
10:24
yetencore we were ablecapable to promotepromouvoir
215
612955
2597
pourtant, nous avons pu provoquer
10:27
one of the more extensiveune vaste remodelingremodelage
216
615552
2157
l'une des restructurations
les plus complètes
10:29
of axonalaxonal projectionsprojections ever observedobservé
217
617709
2469
des projections axonales
jamais observées
10:32
in the centralcentral nervousnerveux systemsystème of adultadulte mammalmammifère
218
620178
2261
dans le système central nerveux
d'un mammifère adulte
10:34
after an injuryblessure.
219
622439
2545
après un traumatisme.
10:36
And there is a very importantimportant messagemessage
220
624984
5069
Il y a un message très important
10:42
hiddencaché behindderrière this discoveryDécouverte.
221
630053
4443
caché derrière cette découverte.
10:46
They are the resultrésultat of a youngJeune teaméquipe
222
634496
3222
C'est le résultat d'une jeune équipe
10:49
of very talentedtalentueux people:
223
637718
2392
composée de personnes très talentueuses :
10:52
physicalphysique therapiststhérapeutes, neurobiologistsneurobiologistes, neurosurgeonsneurochirurgiens,
224
640110
4458
des physiothérapeutes,
des neurobiologistes, des neurochirurgiens,
10:56
engineersingénieurs of all kindssortes,
225
644568
2199
des ingénieurs dans tous les domaines,
10:58
who have achievedatteint togetherensemble
226
646767
1791
qui ont réussi, ensemble,
11:00
what would have been impossibleimpossible by singleunique individualspersonnes.
227
648558
3643
à réaliser ce qui aurait été impossible
pour des individus isolés.
11:04
This is trulyvraiment a trans-disciplinarytransdisciplinaire teaméquipe.
228
652201
3083
C'est une équipe réellement transdisciplinaire.
11:07
They are workingtravail so closeFermer to eachchaque other
229
655284
2188
Ils travaillent en collaboration
si étroite
11:09
that there is horizontalhorizontal transfertransfert of DNAADN.
230
657472
3191
que leur ADN se transfère horizontalement.
11:12
We are creatingcréer the nextprochain generationgénération
231
660663
1623
Nous sommes en train de créer
la prochaine génération
11:14
of M.D.'sde and engineersingénieurs
232
662286
2241
de docteurs et d'ingénieurs
11:16
capablecapable of translatingTraduction en cours discoveriesdécouvertes all the way
233
664527
2444
capables de transposer intégralement
des découvertes
11:18
from benchbanc to bedsidechevet.
234
666971
2672
du laboratoire au chevet du malade.
11:21
And me?
235
669643
2006
Quant à moi ?
11:23
I am only the maestroMaestro who orchestratedorchestrée this beautifulbeau symphonySymphonie.
236
671649
4547
Je suis simplement le chef d'orchestre
de cette magnifique symphonie.
11:28
Now, I am sure you are all wonderingme demandant, aren'tne sont pas you,
237
676196
6803
Mais, je suis sûr
que vous vous demandez tous
11:34
will this help injuredblessé people?
238
682999
3764
si ça va aider les personnes blessées ?
11:38
Me too, everychaque day.
239
686763
3892
Moi aussi, tous les jours.
11:42
The truthvérité is that we don't know enoughassez yetencore.
240
690655
3413
En fait, nous n'en savons pas encore assez.
11:46
This is certainlycertainement not a cureguérir for spinalspinal cordcorde injuryblessure,
241
694068
4224
Ce n'est absolument pas un traitement
du traumatisme de la moelle épinière,
11:50
but I begincommencer to believe that this maymai leadconduire
242
698292
2734
mais j'aime à croire que ça pourrait déboucher
11:53
to an interventionintervention to improveaméliorer recoveryrécupération
243
701026
2567
sur une méthode pour améliorer
le rétablissement
11:55
and people'sles gens qualityqualité of life.
244
703593
3187
et la qualité de vie des patients.
11:58
I would like you all
245
706780
2489
Je voudrais
12:01
to take a momentmoment and dreamrêver with me.
246
709269
3627
que l'on prenne tous un instant
pour rêver ensemble.
12:04
ImagineImaginez a personla personne just sufferedsouffert a spinalspinal cordcorde injuryblessure.
247
712896
5895
Imaginez une personne qui vient de subir
un traumatisme de la moelle épinière.
12:10
After a fewpeu weekssemaines of recoveryrécupération,
248
718791
3155
Après quelques semaines de récupération,
12:13
we will implantl’implant a programmableprogrammable pumppompe
249
721946
2360
on lui implante une pompe programmable
12:16
to deliverlivrer a personalizedpersonnalisé pharmacologicalpharmacologique cocktailcocktail
250
724306
3033
qui délivre un cocktail pharmacologique
personnalisé
12:19
directlydirectement to the spinalspinal cordcorde.
251
727339
2442
directement dans la moelle épinière.
12:21
At the sameMême time, we will implantl’implant an electrodeélectrode arraytableau,
252
729781
3263
Au même moment,
on implante un réseau d'électrodes,
12:25
a sortTrier of secondseconde skinpeau
253
733044
2107
une espèce de seconde peau,
12:27
coveringcouvrant the arearégion of the spinalspinal cordcorde controllingcontrôler legjambe movementmouvement,
254
735151
3560
qui couvre la zone de la moelle épinière
contrôlant le mouvement des jambes,
12:30
and this arraytableau is attachedattaché to an electricalélectrique pulseimpulsion generatorGénérateur
255
738711
3266
et ces électrodes sont attachées
à un générateur de pulsations électriques
12:33
that deliversdélivre stimulationsstimulations that are tailoredsur mesure
256
741977
2462
qui envoie des stimulations adaptées
12:36
to the person'spersonne needsBesoins.
257
744439
2186
aux besoins de la personne.
12:38
This definesdéfinit a personalizedpersonnalisé electrochemicalélectrochimique neuroprosthesisneuroprothèse
258
746625
4858
Cela constitue une neuroprothèse
électrochimique personnalisée
12:43
that will enableactiver locomotionlocomotion
259
751483
2751
qui permettra la locomotion
12:46
duringpendant trainingentraînement with a newlynouvellement designedconçu supportingsoutenir les systemsystème.
260
754234
4047
pendant l'entraînement
avec un système de soutien tout nouveau.
12:50
And my hopeespérer is that after severalnombreuses monthsmois of trainingentraînement,
261
758281
3283
Ce que j'espère,
c'est qu'après plusieurs mois d'entraînement,
12:53
there maymai be enoughassez remodelingremodelage of residualrésiduelle connectionconnexion
262
761564
2163
il puisse y avoir une assez grande restructuration
des connections résiduelles
12:55
to allowpermettre locomotionlocomotion withoutsans pour autant the robotrobot,
263
763727
3669
pour permettre la locomotion
sans robot,
12:59
maybe even withoutsans pour autant pharmacologypharmacologie or stimulationstimulation.
264
767396
3778
voire sans pharmacologie
ni stimulations.
13:03
My hopeespérer here is to be ablecapable to createcréer
265
771174
2534
J'espère pouvoir créer
13:05
the personalizedpersonnalisé conditioncondition
266
773708
2265
les conditions personnalisées
13:07
to boostcoup de pouce the plasticityplasticité of the braincerveau
267
775973
2663
pour améliorer la plasticité du cerveau
13:10
and the spinalspinal cordcorde.
268
778636
1531
et de la moelle épinière.
13:12
And this is a radicallyradicalement newNouveau conceptconcept
269
780167
2739
C'est un concept complètement nouveau
13:14
that maymai applyappliquer to other neurologicalneurologique disorderstroubles,
270
782906
3293
qui pourrait s'appliquer
à d'autres troubles neurologiques,
13:18
what I termedqualifié de "personalizedpersonnalisé neuroprostheticsneuroprothèses,"
271
786199
4538
ce que j'appelle
« les neuroprothèses personnalisées »,
13:22
where by sensingdétecter and stimulatingstimulant neuralneural interfacesinterfaces,
272
790737
3024
que j'ai implantées dans tout le système nerveux,
13:25
I implantedimplanté throughouttout au long de the nervousnerveux systemsystème,
273
793761
3714
en détectant et en stimulant
des interfaces neurales,
13:29
in the braincerveau, in the spinalspinal cordcorde,
274
797475
3341
dans le cerveau, dans la moelle épinière,
13:32
even in peripheralpériphérique nervesnerfs,
275
800816
2756
et même dans les
nerfs périphériques,
13:35
basedbasé on patient-specificspécifiques à un patient impairmentsdéficiences.
276
803572
3167
selon les troubles bien précis
du patient.
13:38
But not to replaceremplacer the lostperdu functionfonction, no --
277
806739
4608
Non pas pour remplacer
la fonction qui a été perdue, non...
13:43
to help the braincerveau help itselfse.
278
811347
3191
Mais pour aider le cerveau
à s'aider lui-même.
13:46
And I hopeespérer this enticedattirés your imaginationimagination,
279
814538
2640
J'espère que cela a éveillé
votre imagination,
13:49
because I can promisepromettre to you
280
817178
1896
car, je peux vous l'assurer,
13:51
this is not a mattermatière of whetherqu'il s'agisse this revolutionrévolution will occurse produire,
281
819074
3243
la question n'est pas de savoir
si cette révolution va arriver,
13:54
but when.
282
822317
1792
mais quand.
13:56
And rememberrappelles toi, we are only as great
283
824109
2233
Souvenez-vous,
nous sommes aussi grands
13:58
as our imaginationimagination, as biggros as our dreamrêver.
284
826357
3585
que notre imagination,
aussi grands que nos rêves.
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Thank you.
285
829942
1992
Merci.
14:03
(ApplauseApplaudissements)
286
831934
4000
(Applaudissements)
Translated by Leslie Louradour
Reviewed by Katie Marsh

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ABOUT THE SPEAKER
Grégoire Courtine - Spinal cord researcher
Grégoire Courtine and his interdisciplinary lab imagine new ways to recover after devastating, mobility-impairing injury to the spinal cord.

Why you should listen

In a lab in Switzerland, a little white rat is re-learning how to walk. In research dubbed Project Rewalk, Grégoire Courtine and his collaborators are figuring out how a spinal cord with a severe lesion might repair itself, to the point that voluntary locomotion could happen again -- not just reactive movement but brain-directed walking and running. The treatment involves a re-awakening cocktail of chemicals released onto the spinal cord, combined with electrical stimulation -- plus repeated exercise that rehearses the walking movement. As part of the experiment, Courtine's team developed a robot that gently supports the rat vertically but does not push it forward; the rat has to decide to move on its own. And eventually, it does. As Courtine explains, "the training forces the brain to recruit what is left of the neural system to get the job done."
 
Courtine holds the International Paraplegic Foundation chair in spinal cord repair at the Center for Neuroprosthetics at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne.

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Grégoire Courtine | Speaker | TED.com