TEDGlobal 2013
Grégoire Courtine: The paralyzed rat that walked
گرگوری کورتین: موش فلجی که راه رفت
Filmed:
Readability: 5.6
989,937 views
آسیب نخاعی می تواند ارتباط بین مغز و بدن شما را قطع کند، که به فلج شدن منجر می شود. گریگوری کورتین روش جدیدی را که به تازگی در آزمایشگاه اجرا کرده است به نمایش در می آورد -- که ترکیبی از دارو ها، تحریک های الکتریکی و یک روبات است -- که می تواند مسیر های عصبی را مجدداً فعال کند و به بدن کمک کند تا دوباره یاد بگیرد تا بدون کمک حرکت کند. با دیدن موش فلجی که خواهد توانست بدود و از پله ها بالا برود، خواهید فهمید این روش چطور عمل می کند.
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. Full bio
Grégoire Courtine and his interdisciplinary lab imagine new ways to recover after devastating, mobility-impairing injury to the spinal cord. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I am a neuroscientist
0
446
1625
من یک عصب شناس هستم
00:14
with a mixed background in physics and medicine.
1
2071
3811
که پیش زمینه هایی ترکیبی در فیزیک و داروشناسی دارم.
00:17
My lab at the Swiss Federal Institute of Technology
2
5882
5041
آزمایشگاه من در مؤسسه ی تکنولوژی سوئیس فدرال،
00:22
focuses on spinal cord injury,
3
10923
3190
بر روی آسیب های نخاعی تمرکز کرده است،
00:26
which affects more than 50,000 people
4
14113
2731
که سالانه بیش از ۵۰٫۰۰۰ نفر
00:28
around the world every year,
5
16844
2690
در سراسر جهان به آن دچار می شوند،
00:31
with dramatic consequences for affected individuals,
6
19534
3606
که عواقب دردناکی را برای آنان در پی دارد،
00:35
whose life literally shatters
7
23140
2233
و زندگیشان را در عرض چند ثانیه
00:37
in a matter of a handful of seconds.
8
25373
3235
نابود می کند.
00:40
And for me, the Man of Steel,
9
28608
3058
و برای من، مرد فولادی،
00:43
Christopher Reeve,
10
31666
2204
کریستوفر ریو،
00:45
has best raised the awareness
11
33870
2090
بیشترین آشنایی را با دردی که
00:47
on the distress of spinal cord injured people.
12
35960
2915
کسانی که دچار آسیب نخاعی شده اند تحمل می کنند، دارد.
00:50
And this is how I started my own personal journey
13
38875
3139
و من این طور تجربه ی شخصیم را
00:54
in this field of research,
14
42014
1499
در این زمینه ی تحقیقاتی،
00:55
working with the Christopher and Dana Reeve Foundation.
15
43513
3437
با کار در مؤسسه ی کریستوفر و دانا ریو شروع کردم.
00:58
I still remember this decisive moment.
16
46950
4596
من هنوز آن لحظه ی سرنوشت ساز را به یاد می آورم.
01:03
It was just at the end of a regular day of work
17
51546
1951
یادم می آید تنها پایان یک روز کاری معمولی در مؤسسه بود.
01:05
with the foundation.
18
53497
1543
یادم می آید تنها پایان یک روز کاری معمولی در مؤسسه بود.
01:07
Chris addressed us, the scientists and experts,
19
55040
4652
کریس به ما، دانشمندان و متخصصان گفت،
01:11
"You have to be more pragmatic.
20
59692
3593
"شما باید عملی تر رفتار کنید.
01:15
When leaving your laboratory tomorrow,
21
63285
2352
وقتی که فردا آزمایشگاهتان را ترک می کنید،
01:17
I want you to stop by the rehabilitation center
22
65637
2904
می خواهم کنار مرکز توانبخشی توقف کنید
01:20
to watch injured people
23
68541
1609
و افراد آسیب دیده ای را که
01:22
fighting to take a step,
24
70150
2025
برای برداشتن یک قدم می جنگند
01:24
struggling to maintain their trunk.
25
72175
2641
و می خواهند بدنشان را ترمیم کنند، ببینید.
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
و وقتی به خانه می روید،
01:28
think of what you are going to change in your research
27
76229
2410
به این فکر کنید که از فردا چه تغییری در تحقیقاتتان ایجاد خواهید کرد
01:30
on the following day to make their lives better."
28
78639
3568
تا زندگی آن ها را بهتر کنید."
01:34
These words, they stuck with me.
29
82207
4053
این کلمات، در ذهن من ثبت شدند.
01:38
This was more than 10 years ago,
30
86260
2391
این حرف بیشتر از ۱۰ سال پیش به من گفته شد،
01:40
but ever since, my laboratory has followed
31
88651
2767
اما تا به امروز، آزمایشگاه من
01:43
the pragmatic approach to recovery
32
91418
1963
روشی عملی را
01:45
after spinal cord injury.
33
93381
2411
برای توانبخشی بیماران پس از دیدن آسیب نخاعی دنبال می کند.
01:47
And my first step in this direction
34
95792
2041
و اولین قدم من در این مسیر
01:49
was to develop a new model of spinal cord injury
35
97833
3289
تعریف مدل جدیدی از آسیب نخاعی بود
01:53
that would more closely mimic some of the key features of human injury
36
101122
3647
که برخی از ویژگی های کلیدی آسیب نخاعی انسان را بهتر تقلید کند
01:56
while offering well-controlled experimental conditions.
37
104769
3372
و در ضمن، شرایط عملی قابل کنترلی را پیشنهاد کند.
02:00
And for this purpose, we placed two hemisections
38
108141
2567
و برای این هدف، ما از دو جهت عکس هم
02:02
on opposite sides of the body.
39
110708
1415
نخاع را تا نیمه دچار آسیب کردیم.
02:04
They completely interrupt the communication
40
112123
2145
آن ها به طور کلی ارتباط میان مغز و نخاع را مختل می کردند،
02:06
between the brain and the spinal cord,
41
114268
2582
آن ها به طور کلی ارتباط میان مغز و نخاع را مختل می کردند،
02:08
thus leading to complete and permanent paralysis
42
116850
2710
که منجر به فلج کامل و دائمی پاهای موش می شد.
02:11
of the leg.
43
119560
1767
که منجر به فلج کامل و دائمی پاهای موش می شد.
02:13
But, as observed, after most injuries in humans,
44
121327
3891
اما، همان طور که پیش از این مشاهده شده بود، بعد از غالب آسیب ها در انسان،
02:17
there is this intervening gap of intact neural tissue
45
125218
2950
بخش واسطه ای از بافت عصبی بنیادی تشکیل می شود،
02:20
through which recovery can occur.
46
128168
2703
که از طریق آن توانبخشی ممکن می شود. (نخاع این طور نیست)
02:22
But how to make it happen?
47
130871
3041
اما چگونه چنین چیزی ممکن می شود؟
02:25
Well, the classical approach
48
133912
3361
خب، روش معمول آن
02:29
consists of applying intervention
49
137273
2636
شامل تزریق بخش واسطه ای است
02:31
that would promote the growth of the severed fiber
50
139909
2910
که فیبر های بریده شده را برای رسیدن به هدف اصلی
02:34
to the original target.
51
142819
2108
رشد می دهد.
02:36
And while this certainly remained the key for a cure,
52
144927
3751
و وقتی به این نتیجه رسیدم که این به طور قطع روشی کلیدی برای درمان این مشکل است،
02:40
this seemed extraordinarily complicated to me.
53
148678
3515
انجام این کار به نظرم فوق العاده پیچیده آمد.
02:44
To reach clinical fruition rapidly,
54
152193
2725
برای این که به سرعت در مرحله ی کلینیکی به نتیجه برسیم،
02:46
it was obvious:
55
154918
1560
می دانستم باید چه کار کنم:
02:48
I had to think about the problem differently.
56
156478
3920
باید از دیدگاه دیگری به مشکل نگاه می کردم.
02:52
It turned out that more than 100 years of research
57
160398
3108
مشخص شد که بیش از ۱۰۰ سال تحقیق بر روی فیزیولوژی نخاع،
02:55
on spinal cord physiology,
58
163506
1641
مشخص شد که بیش از ۱۰۰ سال تحقیق بر روی فیزیولوژی نخاع،
02:57
starting with the Nobel Prize Sherrington,
59
165147
2325
که با داده شدن جایزه ی نوبل شرینگتون شروع شد،
02:59
had shown that
60
167472
1807
نشان داده بود که نخاع،
03:01
the spinal cord, below most injuries,
61
169279
2235
حتی اگر شدید ترین آسیب ها را دیده باشد،
03:03
contained all the necessary and sufficient neural networks
62
171514
3253
تمامی شبکه های عصبی لازم و کافی را
03:06
to coordinate locomotion,
63
174767
2320
برای هماهنگ کردن جابه جایی سیگنال های عصبی دارد،
03:09
but because input from the brain is interrupted,
64
177087
2959
اما چون اطلاعات فرستاده شده از مغز دچار آسیب می شوند،
03:12
they are in a nonfunctional state, like kind of dormant.
65
180046
3168
در حالت بی استفاده ای قرار می گیرند، انگار دچار نوعی خواب شده باشند.
03:15
My idea: We awaken this network.
66
183214
4332
ایده ی من این بود: ما این شبکه را بیدار خواهیم کرد.
03:19
And at the time, I was a post-doctoral fellow in Los Angeles,
67
187546
4287
و در آن زمان، من یک دانشجوی فوق دکترا در لس آنجلس بودم،
03:23
after completing my Ph.D. in France,
68
191833
2566
که تازه دوره ی دکترایم را در فرانسه به پایان رسانده بودم،
03:26
where independent thinking
69
194399
1909
جایی که روش فکر مستقل،
03:28
is not necessarily promoted.
70
196308
3107
الزاماً مورد تشویق قرار نمی گیرد.
03:31
(Laughter)
71
199415
1827
(خنده ی حاضرین)
03:33
I was afraid to talk to my new boss,
72
201242
3753
من از صحبت کردن با رئیس جدیدم می ترسیدم،
03:36
but decided to muster up my courage.
73
204995
2393
اما تصمیم گرفتم که با شجاعت تمام جلو بروم.
03:39
I knocked at the door of my wonderful advisor,
74
207388
2657
در دفتر مشاور بی نظیرم، "رگی اگرتون" را زدم،
03:42
Reggie Edgerton, to share my new idea.
75
210045
3991
تا با او درباره ی ایده ی جدیدم صحبت کنم.
03:46
He listened to me carefully,
76
214036
2250
او با دقت به من گوش کرد،
03:48
and responded with a grin.
77
216286
2941
و با لبخندی به من جواب داد.
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
"چرا یک امتحان نمی کنی؟"
03:53
And I promise to you,
79
221270
2125
و قسم می خورم،
03:55
this was such an important moment in my career,
80
223395
3355
این یکی از مهم ترین لحظات برای من در انجام این کار بود،
03:58
when I realized that the great leader
81
226750
2435
وقتی که فهمیدم رئیس بزرگ
04:01
believed in young people and new ideas.
82
229185
2993
افراد جوان و ایده های جدید را باور دارد.
04:04
And this was the idea:
83
232178
1608
و این ایده ی من بود:
04:05
I'm going to use a simplistic metaphor
84
233786
2666
برای این که این اصل پیچیده را برای شما توضیح دهم،
04:08
to explain to you this complicated concept.
85
236452
2126
می خواهم از یک مثال ساده شده استفاده کنم.
04:10
Imagine that the locomotor system is a car.
86
238578
4766
تصور کنید که سیستم حرکتی ما یک ماشین است.
04:15
The engine is the spinal cord.
87
243344
2246
موتور آن نخاع است.
04:17
The transmission is interrupted. The engine is turned off.
88
245590
3258
و قسمت انتقال نیرو دچار مشکل شده است. موتور خاموش شده است.
04:20
How could we re-engage the engine?
89
248848
3007
چگونه می توان دوباره موتور را روشن کرد؟
04:23
First, we have to provide the fuel;
90
251855
3142
اول از همه، ما باید به اندازه ی کافی به آن سوخت برسانیم؛
04:26
second, press the accelerator pedal;
91
254997
2343
دوم، پدال گاز را فشار دهیم؛
04:29
third, steer the car.
92
257340
1938
و سوم، ماشین را هدایت کنیم.
04:31
It turned out that there are known neural pathways
93
259278
1762
ما فهمیدیم که مسیر های عصبی شناخته شده ای از طرف مغز وجود دارند که
04:33
coming from the brain that play this very function
94
261040
2954
ما فهمیدیم که مسیر های عصبی شناخته شده ای از طرف مغز وجود دارند که
04:35
during locomotion.
95
263994
1382
این نقش را در حین حرکت کردن ایفا می کنند.
04:37
My idea: Replace this missing input
96
265376
2715
ایده ی من این بود: مسیر از دست رفته را جایگزین کن
04:40
to provide the spinal cord
97
268091
1402
تا نخاع را با نوعی بخش واسطه ترمیم کنی
04:41
with the kind of intervention
98
269493
1396
تا نخاع را با نوعی بخش واسطه ترمیم کنی
04:42
that the brain would deliver naturally in order to walk.
99
270889
4730
تا مغز برای راه رفتن بتواند اطلاعات را به صورت طبیعی ارسال کند.
04:47
For this, I leveraged 20 years of past research in neuroscience,
100
275619
4439
برای این کار، من از ۲۰ سال تجربه ی پیشینم در تحقیق درباره ی عصب شناسی استفاده کردم،
04:52
first to replace the missing fuel
101
280058
2764
اول برای جایگزین کردن سوخت گمشده
04:54
with pharmacological agents
102
282822
2068
با عوامل دارویی
04:56
that prepare the neurons in the spinal cord to fire,
103
284890
3480
تا نورون های درون نخاع را برای فعال شدن آماده کنند،
05:00
and second, to mimic the accelerator pedal
104
288370
4055
و در مرحله ی دوم، تقلید از پدال گاز
05:04
with electrical stimulation.
105
292425
1480
با تحریک الکتریکی.
05:05
So here imagine an electrode
106
293905
2169
الکترودی را تصور کنید
05:08
implanted on the back of the spinal cord
107
296074
2406
که در پشت نخاع تعبیه شده باشد
05:10
to deliver painless stimulation.
108
298480
2262
تا بدون ایجاد هیچ دردی آن را به صورت الکتریکی تحریک کند.
05:12
It took many years, but eventually we developed
109
300742
2832
این کار چند سال زمان برد، اما نهایتاً ما
05:15
an electrochemical neuroprosthesis
110
303574
2557
یک مسیر عصبی مصنوعی الکتروشیمیایی درست کردیم
05:18
that transformed the neural network
111
306131
1766
تا شبکه ی عصبی درون نخاع را از قسمت از کار افتاده،
05:19
in the spinal cord from dormant to a highly functional state.
112
307897
5006
تا قسمتی که کاملاً فعال است ادامه دهد.
05:24
Immediately, the paralyzed rat can stand.
113
312903
6280
بلافاصله، موش فلج توانست بایستد.
05:31
As soon as the treadmill belt starts moving,
114
319183
2327
به محض این که تسمه ی تردمیل شروع به چرخیدن کرد،
05:33
the animal shows coordinated movement of the leg,
115
321510
3806
موش شروع به انجام حرکات هماهنگ پا هایش کرد،
05:37
but without the brain.
116
325316
1978
اما بدون استفاده از مغز.
05:39
Here what I call "the spinal brain"
117
327294
1990
این چیزی که من به آن می گویم "مغز نخاعی"
05:41
cognitively processes sensory information
118
329284
3122
اطلاعات مربوط به احساسات دریافتی فرستاده شده از طرف پای در حال حرکت را
05:44
arising from the moving leg
119
332406
1895
به صورت ذهنی تحلیل می کند
05:46
and makes decisions as to how to activate the muscle
120
334301
3695
و در مورد نحوه ی فعال کردن ماهیچه جهت ایستادن، راه رفتن، دویدن،
05:49
in order to stand, to walk, to run,
121
337996
3390
و در مورد نحوه ی فعال کردن ماهیچه جهت ایستادن، راه رفتن، دویدن،
05:53
and even here, while sprinting,
122
341386
2112
و حتی در این جا، زمانی که موقع دویدن،
05:55
instantly stand
123
343498
2297
در صورت از کار افتادن تردمیل ناگهان می ایستد،
05:57
if the treadmill stops moving.
124
345795
2463
تصمیم می گیرد.
06:00
This was amazing.
125
348258
1337
این شگفت انگیز بود.
06:01
I was completely fascinated by this locomotion
126
349595
3387
من بسیار از این نحوه ی حرکت بدون استفاده از مغز
06:04
without the brain,
127
352982
2495
شگفت زده شده بودم،
06:07
but at the same time so frustrated.
128
355477
3655
اما هم زمان فوق العاده ناامید شدم.
06:11
This locomotion was completely involuntary.
129
359132
2393
این حرکات کاملاً غیر ارادی بودند.
06:13
The animal had virtually no control over the legs.
130
361525
3365
آن حیوان در این سیستم هیچ کنترلی بر روی پاهایش نداشت.
06:16
Clearly, the steering system was missing.
131
364890
4120
به وضوح، سیستم هدایتی وجود نداشت.
06:21
And it then became obvious from me
132
369010
1892
و بعداً این برای من مشخص شد که،
06:22
that we had to move away
133
370902
1348
ما باید مسیرمان را از الگوی کلاسیک توانبخشی،
06:24
from the classical rehabilitation paradigm,
134
372250
3372
ما باید مسیرمان را از الگوی کلاسیک توانبخشی،
06:27
stepping on a treadmill,
135
375622
1722
یعنی راه رفتن بر روی تردمیل، تغییر دهیم،
06:29
and develop conditions that would encourage
136
377344
3220
و شرایطی را فراهم کنیم که مغز را تشویق کند
06:32
the brain to begin voluntary control over the leg.
137
380564
5233
تا کنترل ارادی را بر روی پا آغاز کند.
06:37
With this in mind, we developed a completely new
138
385797
3385
با این ایده، ما سیستم روبوتیک کاملاً جدیدی را
06:41
robotic system to support the rat
139
389182
3230
برای آزاد گذاشتن موش
06:44
in any direction of space.
140
392412
2526
برای راه رفتن در تمامی جهت ها ساختیم.
06:46
Imagine, this is really cool.
141
394938
2175
تصور کنید، این واقعاً جالب است.
06:49
So imagine the little 200-gram rat
142
397113
3831
تصور کنید این روبات عظیم ۲۰۰ کیلویی،
06:52
attached at the extremity of this 200-kilo robot,
143
400944
3701
به عنوان بخشی از بدن این موش ۲۰۰ گرمی کوچک به او متصل شده است،
06:56
but the rat does not feel the robot.
144
404645
2572
اما موش نمی تواند روبات را احساس کند.
06:59
The robot is transparent,
145
407217
2072
روبات نامرئی است،
07:01
just like you would hold a young child
146
409289
2362
دقیقاً مثل این که شما بخواهید بچه ی کوچکی را
07:03
during the first insecure steps.
147
411651
2364
موقع برداشتن اولی قدم های لرزانش نگه دارید.
07:06
Let me summarize: The rat received
148
414015
3554
اجازه بدهید به طور خلاصه مرور کنم: آن موش
07:09
a paralyzing lesion of the spinal cord.
149
417569
2445
آسیبی به نخاعش وارد شد که او را فلج کرد.
07:12
The electrochemical neuroprosthesis enabled
150
420014
2590
مسیر عصبی مصنوعی الکتروشیمیایی
07:14
a highly functional state of the spinal locomotor networks.
151
422604
4207
قسمت فعال شبکه های حرکتی نخاعی را فعال کرد.
07:18
The robot provided the safe environment
152
426811
3766
و روبات محیطی امن را فراهم کرد
07:22
to allow the rat to attempt anything
153
430577
1963
تا موش بتواند به هر چیزی جذب بشود
07:24
to engage the paralyzed legs.
154
432540
2682
تا پاهای فلجش را درگیر کند.
07:27
And for motivation, we used what I think
155
435222
2825
و برای این تحریک، ما از چیزی استفاده کردیم
07:30
is the most powerful pharmacology of Switzerland:
156
438047
3834
که فکر می کنم قوی ترین محصول دارویی سوئیس باشد:
07:33
fine Swiss chocolate.
157
441881
2307
شکلات مرغوب سوئیسی.
07:36
(Laughter)
158
444188
2922
(خنده ی حاضرین)
07:39
Actually, the first results were very, very,
159
447110
4563
در واقع، نتایج اولیه خیلی خیلی خیلی ناامید کننده بودند.
07:43
very disappointing.
160
451673
2635
در واقع، نتایج اولیه خیلی خیلی خیلی ناامید کننده بودند.
07:46
Here is my best physical therapist
161
454308
3302
این بهترین پزشک کاردرمانی بود که در اختیار داشتم
07:56
completely failing to encourage the rat
162
464794
2590
او در تشویق موش در برداشتن حتی یک قدم به طور کامل شکست خورد،
07:59
to take a single step,
163
467384
2061
او در تشویق موش در برداشتن حتی یک قدم به طور کامل شکست خورد،
08:01
whereas the same rat, five minutes earlier,
164
469445
2846
در حالی که همان موش، پنج دقیقه قبل،
08:04
walked beautifully on the treadmill.
165
472291
2306
به طور زیبایی بر روی تردمیل راه می رفت.
08:06
We were so frustrated.
166
474597
2157
ما خیلی ناامید شدیم.
08:08
But you know, one of the most essential qualities
167
476754
2899
اما می دانید، یکی از الزامی ترین ویژگی های یک دانشمند
08:11
of a scientist is perseverance.
168
479653
2476
پشتکار است.
08:14
We insisted. We refined our paradigm,
169
482129
3416
ما سماجت ورزیدیم. الگوی خودمان را تصحیح کردیم،
08:17
and after several months of training,
170
485545
2263
و بعد از چند ماه آموزش،
08:19
the otherwise paralyzed rat could stand,
171
487808
3806
آن موش فلج می توانست بایستد،
08:23
and whenever she decided,
172
491614
1812
و هر وقت می خواست،
08:25
initiated full weight-bearing locomotion
173
493426
2332
با تمام بدن خود به سمت جایزه هایی که برایش گذاشته بودیم می دوید.
08:27
to sprint towards the rewards.
174
495758
3250
با تمام بدن خود به سمت جایزه هایی که برایش گذاشته بودیم می دوید.
08:31
This is the first recovery ever observed
175
499008
3405
این اولین توانبخشی انجام شده
08:34
of voluntary leg movement
176
502413
1894
پس از وارد کردن آسیب نخاعی در آزمایشگاه،
08:36
after an experimental lesion of the spinal cord
177
504307
2454
و منجر شدن آن به فلج کامل و دائمی است،
08:38
leading to complete and permanent paralysis.
178
506761
3461
که در آن پا به صورت ارادی حرکت می کند.
08:42
In fact --
179
510222
1987
در حقیقت --
08:44
(Applause)
180
512209
1720
(تشویق حاضرین)
08:45
Thank you.
181
513929
4379
متشکرم.
08:50
In fact, not only could the rat initiate
182
518308
3094
در حقیقت، نه تنها موش توانست
08:53
and sustain locomotion on the ground,
183
521402
2677
حرکت بر روی زمین را شروع کند و آن را ادامه دهد،
08:56
they could even adjust leg movement,
184
524079
2281
بلکه حتی توانستیم میزان حرکت پا را تنظیم کنیم،
08:58
for example, to resist gravity
185
526360
2356
به طور مثال، برای غلبه بر جاذبه
09:00
in order to climb a staircase.
186
528716
2624
به منظور بالا رفتن از یک راه پله.
09:03
I can promise you this was
187
531340
1950
قسم می خورم که این صحنه
09:05
such an emotional moment in my laboratory.
188
533290
3109
از هیجان انگیز ترین لحظات در آزمایشگاه من بود.
09:08
It took us 10 years of hard work
189
536399
2743
رسیدن به این هدف نتیجه ی ۱۰ سال کار سخت ما بود.
09:11
to reach this goal.
190
539142
2451
رسیدن به این هدف نتیجه ی ۱۰ سال کار سخت ما بود.
09:13
But the remaining question was, how?
191
541593
2551
اما سؤال باقیمانده این است که، چطور؟
09:16
I mean, how is it possible?
192
544144
1692
منظورم این است که، این کار چطور ممکن شد؟
09:17
And here, what we found
193
545836
1678
و در این جا، ما چیزی را فهمیدیم
09:19
was completely unexpected.
194
547514
3676
که برایمان کاملاً غیر منتظره بود.
09:23
This novel training paradigm
195
551190
4158
این الگوی آموزشی جدید ما
09:27
encouraged the brain to create new connections,
196
555348
3671
مغز را تشویق می کرد تا روابط جدیدی بسازد،
09:31
some relay circuits
197
559019
2902
چند مدار تقویت کننده
09:33
that relay information from the brain
198
561921
3048
که اطلاعات فرستاده شده از طرف مغز را
09:36
past the injury and restore cortical control
199
564969
3156
از قبل از قسمت آسیب دیده تقویت می کند و کنترل خارجی را
09:40
over the locomotor networks below the injury.
200
568125
3441
بر روی شبکه های مربوط به حرکت واقع در قسمت آسیب دیده جبران می کند.
09:43
And here, you can see one such example,
201
571566
2922
و در این جا، می توانید یک نمونه از آن را ببینید،
09:46
where we label the fibers coming from the brain in red.
202
574488
3363
که ما در آن، فیبر هایی را که از طرف مغز می آیند با رنگ قرمز نشان داده ایم.
09:49
This blue neuron is connected with the locomotor center,
203
577851
3420
این نورون آبی به مرکز حرکتی متصل است،
09:53
and what this constellation
204
581271
2363
و این تصویر از مسیر عصبی،
09:55
of synaptic contacts means
205
583634
2351
که شبیه به صور فلکی است به این معناست که،
09:57
is that the brain is reconnected with the locomotor center
206
585985
3799
مغز تنها با یک نورون تقویت کننده مجدداً با قسمت حرکتی ارتباط برقرار کرده است.
10:01
with only one relay neuron.
207
589784
3998
مغز تنها با یک نورون تقویت کننده مجدداً با قسمت حرکتی ارتباط برقرار کرده است.
10:05
But the remodeling was not restricted
208
593782
1931
اما این تغییر الگو تنها به ناحیه ی آسیب دیده محدود نماند.
10:07
to the lesion area.
209
595713
1087
اما این تغییر الگو تنها به ناحیه ی آسیب دیده محدود نماند.
10:08
It occurred throughout the central nervous system,
210
596800
3289
بلکه تا سیستم مرکزی اعصاب،
10:12
including in the brain stem,
211
600089
2318
از جمله ساقه ی مغزی ادامه پیدا کرد،
10:14
where we observed up to 300-percent increase
212
602407
3262
و ما در ساقه ی مغزی شاهد افزایش ۳۰۰ درصدی
10:17
in the density of fibers coming from the brain.
213
605669
3759
حجم فیبر های خروجی از مغز را داشتیم.
10:21
We did not aim to repair the spinal cord,
214
609428
3527
ما نمی خواستیم نخاع را ترمیم کنیم،
10:24
yet we were able to promote
215
612955
2597
اما هنوز می توانستیم شاهد
10:27
one of the more extensive remodeling
216
615552
2157
یکی از گسترده ترین تغییر الگو های قسمت اکسون (قسمت خروجی سیگنال نورون)
10:29
of axonal projections ever observed
217
617709
2469
که تا به حال مشاهده شده است
10:32
in the central nervous system of adult mammal
218
620178
2261
در سیستم عصبی مرکزی یک پستاندار بالغ
10:34
after an injury.
219
622439
2545
پس از آسیب دیدن باشیم.
10:36
And there is a very important message
220
624984
5069
و پیغام بسیار مهمی
10:42
hidden behind this discovery.
221
630053
4443
در ورای این کشف قرار دارد.
10:46
They are the result of a young team
222
634496
3222
این پیغام نتیجه ی گروهی جوان
10:49
of very talented people:
223
637718
2392
از افراد بسیار نخبه است:
10:52
physical therapists, neurobiologists, neurosurgeons,
224
640110
4458
پزشک های کاردرمانی، عصب شناسان، جراحان اعصاب،
10:56
engineers of all kinds,
225
644568
2199
و تمامی مهندسینی که،
10:58
who have achieved together
226
646767
1791
برای یک هدف دور هم جمع شدند،
11:00
what would have been impossible by single individuals.
227
648558
3643
به چیزی دست یافتند که برای هر کدام از آن ها به تنهایی غیر ممکن بود.
11:04
This is truly a trans-disciplinary team.
228
652201
3083
این گروه واقعاً اصول مشخصی دارد.
11:07
They are working so close to each other
229
655284
2188
آن ها چنان نزدیک به همدیگر کار می کنند
11:09
that there is horizontal transfer of DNA.
230
657472
3191
که انگار دی اِن اِی های آن ها به هم متصل است.
11:12
We are creating the next generation
231
660663
1623
ما داریم نسل بعدی دانشمندان و مهندسان خود را
11:14
of M.D.'s and engineers
232
662286
2241
ما داریم نسل بعدی دانشمندان و مهندسان خود را
11:16
capable of translating discoveries all the way
233
664527
2444
با توانایی ترجمه ی کامل اکتشافات،
11:18
from bench to bedside.
234
666971
2672
از یک رشته به رشته ی دیگر بار می آوریم.
11:21
And me?
235
669643
2006
و من؟
11:23
I am only the maestro who orchestrated this beautiful symphony.
236
671649
4547
من تنها رهبر ارکستری هستم که این سمفونی زیبا را هماهنگ کرده است.
11:28
Now, I am sure you are all wondering, aren't you,
237
676196
6803
اما مطمئنم که همه ی شما از خود می پرسید،
11:34
will this help injured people?
238
682999
3764
آیا این اختراع به افراد آسیب دیده کمک خواهد کرد؟ این طور نیست؟
11:38
Me too, every day.
239
686763
3892
من هم همین طور، هر روز از خودم می پرسم.
11:42
The truth is that we don't know enough yet.
240
690655
3413
حقیقت این است که ما هنوز به اندازه ی کافی در این مورد نمی دانیم.
11:46
This is certainly not a cure for spinal cord injury,
241
694068
4224
مطمئناً این درمانی برای آسیب نخاعی نیست،
11:50
but I begin to believe that this may lead
242
698292
2734
اما من باور دارم که این اختراع
11:53
to an intervention to improve recovery
243
701026
2567
می تواند واسطه ای برای ارتقاء توانبخشی
11:55
and people's quality of life.
244
703593
3187
و کیفیت زندگی مردم باشد.
11:58
I would like you all
245
706780
2489
من از همه ی شما می خواهم
12:01
to take a moment and dream with me.
246
709269
3627
که برای چند لحظه با من تصور کنید.
12:04
Imagine a person just suffered a spinal cord injury.
247
712896
5895
فردی را تصور کنید که از آسیب نخاعی رنج می برد.
12:10
After a few weeks of recovery,
248
718791
3155
پس از چند هفته توانبخشی،
12:13
we will implant a programmable pump
249
721946
2360
ما یک پمپ قابل برنامه ریزی را
12:16
to deliver a personalized pharmacological cocktail
250
724306
3033
برای تزریق یک محلول دارویی به محل آسیب دیده
12:19
directly to the spinal cord.
251
727339
2442
مستقیماً در نخاع او خواهیم کاشت.
12:21
At the same time, we will implant an electrode array,
252
729781
3263
و هم زمان، ما یک مجموعه الکترود را،
12:25
a sort of second skin
253
733044
2107
در قالب نوعی پوسته ی دوم
12:27
covering the area of the spinal cord controlling leg movement,
254
735151
3560
بر روی قسمتی از نخاع که حرکات پا را کنترل می کند، در بدن او خواهیم کاشت،
12:30
and this array is attached to an electrical pulse generator
255
738711
3266
و این مجموعه الکترود به یک دستگاه فرستنده ی پالس متصل می شود
12:33
that delivers stimulations that are tailored
256
741977
2462
و متناسب با نیاز های فرد،
12:36
to the person's needs.
257
744439
2186
تحریک های الکتریکی را اعمال کند.
12:38
This defines a personalized electrochemical neuroprosthesis
258
746625
4858
این کار یک مسیر عصبی مصنوعی الکتروشیمیایی اختصاصی تعریف می کند
12:43
that will enable locomotion
259
751483
2751
که در حین آموزش دیدن با سیستم نگه دارنده ای که تازه طراحی شده است
12:46
during training with a newly designed supporting system.
260
754234
4047
حرکت را ممکن می کند.
12:50
And my hope is that after several months of training,
261
758281
3283
و من امیدوارم که بعد از چند ماه آموزش،
12:53
there may be enough remodeling of residual connection
262
761564
2163
به قدر کافی در ارتباطات باقیمانده تغییر الگو داده شود،
12:55
to allow locomotion without the robot,
263
763727
3669
تا آن موش بدون کمک روبات توانایی حرکت داشته باشد،
12:59
maybe even without pharmacology or stimulation.
264
767396
3778
شاید حتی بدون استفاده از دارو یا تحریک الکتریکی.
13:03
My hope here is to be able to create
265
771174
2534
امیدوارم بتوانم
13:05
the personalized condition
266
773708
2265
شرایطی اختصاصی درست کنم
13:07
to boost the plasticity of the brain
267
775973
2663
تا انعطاف مغز و نخاع را
13:10
and the spinal cord.
268
778636
1531
ارتقاء دهم.
13:12
And this is a radically new concept
269
780167
2739
و این یک اصل جدید نوآورانه است
13:14
that may apply to other neurological disorders,
270
782906
3293
که ممکن است در مورد ناتوانی های عصبی دیگر اعمال شود،
13:18
what I termed "personalized neuroprosthetics,"
271
786199
4538
چیزی که من به آن "مسیر های عصبی اختصاصی" می گویم،
13:22
where by sensing and stimulating neural interfaces,
272
790737
3024
بسته به مورد اختلال عصبی بیمار،
13:25
I implanted throughout the nervous system,
273
793761
3714
از طریق احساس کردن و راه های تحریک سازی عصبی،
13:29
in the brain, in the spinal cord,
274
797475
3341
آن را در سیستم عصبی، مغز، نخاع،
13:32
even in peripheral nerves,
275
800816
2756
آن را در سیستم عصبی، مغز، نخاع،
13:35
based on patient-specific impairments.
276
803572
3167
و حتی در اعصاب جزئی تعبیه خواهم کرد.
13:38
But not to replace the lost function, no --
277
806739
4608
اما این کار به منظور جایگزینی ارتباط از دست رفته ی نخاعی نیست، نه --
13:43
to help the brain help itself.
278
811347
3191
بلکه برای این است که به مغز کمک کنیم، تا به خودش کمک کند.
13:46
And I hope this enticed your imagination,
279
814538
2640
و من امیدوارم که این ایده تخیل شما را برانگیخته کند،
13:49
because I can promise to you
280
817178
1896
زیرا من به شما قول می دهم
13:51
this is not a matter of whether this revolution will occur,
281
819074
3243
که بحث بر سر امکان رخ دادن چنین انقلابی نیست،
13:54
but when.
282
822317
1792
بلکه بحث بر سر زمان آن است.
13:56
And remember, we are only as great
283
824109
2233
و به خاطر بسپارید، ما به خوبی تصوراتمان هستیم،
13:58
as our imagination, as big as our dream.
284
826357
3585
و به بزرگی رؤیا هایمان.
14:01
Thank you.
285
829942
1992
متشکرم.
14:03
(Applause)
286
831934
4000
(تشویق حاضرین)
ABOUT THE SPEAKER
Grégoire Courtine - Spinal cord researcherGrégoire 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.
Grégoire Courtine | Speaker | TED.com