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: Halvaantunut rotta, joka käveli

Filmed:
989,937 views

Selkäydinvamma voi katkaista aivojen ja kehon välisen viestinnän johtaen halvaantumiseen. Grégoire Courtine esittelee laboratorionsa uunituoreen menetelmän -- yhdistämällä lääkkeet, sähköisen stimulaation ja robotin -- joka pystyi herättämään henkiin hermokäytävät ja auttamaan kehoa oppimaan uudelleen omin avuin liikkumisen. Katsokaa, miten menetelmä toimii, kun halvaantunut rotta kykenee juoksemaan ja selviytymään portaiden kiipeämisestä.
- 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

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
I am a neuroscientistneurotieteilijä
0
446
1625
Olen neurotieteilijä,
00:14
with a mixedsekoitettu backgroundtausta in physicsfysiikka and medicinelääketiede.
1
2071
3811
takanani sekä fysiikan että lääketieteen opintoja.
00:17
My lablaboratorio at the SwissSveitsin FederalFederal InstituteInstituutti of TechnologyTekniikka
2
5882
5041
Laboratorioni Sveitsin polyteknisessä instituutissa
00:22
focuseskeskittyy on spinalselkäydin- cordjohto injuryvahinko,
3
10923
3190
on keskittynyt selkäydinvammoihin,
00:26
whichjoka affectsvaikuttaa more than 50,000 people
4
14113
2731
joista kärsii yli 50 000 ihmistä
00:28
around the worldmaailman- everyjoka yearvuosi,
5
16844
2690
kaikkialla maailmassa, joka vuosi,
00:31
with dramaticdramaattinen consequencesseuraukset for affectedvaikuttaa individualsyksilöt,
6
19534
3606
aiheuttaen dramaattisia seurauksia näille ihmisille,
00:35
whosejonka life literallykirjaimellisesti shatterspirstoutuu
7
23140
2233
joiden elämä kirjaimellisesti pirstoutuu
00:37
in a matterasia of a handfulkourallinen of secondssekuntia.
8
25373
3235
muutamassa sekunnissa.
00:40
And for me, the Man of SteelTeräs,
9
28608
3058
Mielestäni Teräsmies
00:43
ChristopherChristopher ReeveReeve,
10
31666
2204
Christopher Reeve
00:45
has bestparhaat raisednosti the awarenesstietoisuus
11
33870
2090
on parhaiten herättänyt tietoisuutta
00:47
on the distresshätä of spinalselkäydin- cordjohto injuredloukkaantunut people.
12
35960
2915
selkäydinvammaisten ahdingosta.
00:50
And this is how I startedaloitti my ownoma personalhenkilökohtainen journeymatka
13
38875
3139
Aloitin oman matkani
00:54
in this fieldala of researchtutkimus,
14
42014
1499
tämän tutkimuksen parissa
00:55
workingtyöskentely with the ChristopherChristopher and DanaDana ReeveReeve FoundationSäätiö.
15
43513
3437
yhteistyössä Christopher ja Dana Reeven säätiön kanssa.
00:58
I still remembermuistaa this decisiveratkaiseva momenthetki.
16
46950
4596
Muistan yhä ratkaisevan hetken.
01:03
It was just at the endpää of a regularsäännöllinen day of work
17
51546
1951
Se sattui ihan tavallisen työpäivän
01:05
with the foundationperusta.
18
53497
1543
päätteeksi.
01:07
ChrisChris addressedosoitettu us, the scientiststutkijat and expertsasiantuntijat,
19
55040
4652
Chris sanoi meille tieteilijöille ja asiantuntijoille:
01:11
"You have to be more pragmatickäytännön.
20
59692
3593
"Teidän on oltava käytännöllisempiä.
01:15
When leavingjättäen your laboratorylaboratorio tomorrowhuomenna,
21
63285
2352
Kun huomenna lähdette laboratoriostanne,
01:17
I want you to stop by the rehabilitationkuntoutus centerkeskusta
22
65637
2904
haluan, että pysähdytte kuntoutuskeskuksen luona
01:20
to watch injuredloukkaantunut people
23
68541
1609
katsomaan vammautuneiden
01:22
fightingtaistelevat to take a stepvaihe,
24
70150
2025
kamppailua yhden askeleen ottamiseksi,
01:24
strugglingkamppailee to maintainylläpitää theirheidän trunkrunko.
25
72175
2641
taistelua pysyäkseen pystyssä.
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
Kun lähdette kotiin,
01:28
think of what you are going to changemuuttaa in your researchtutkimus
27
76229
2410
ajatelkaa, miten seuraavana päivänä muutatte
01:30
on the followingseurata day to make theirheidän liveselämää better."
28
78639
3568
tutkimuksianne parantaaksenne heidän elämäänsä."
01:34
These wordssanat, they stuckjuuttunut with me.
29
82207
4053
Niitä sanoja en koskaan unohda.
01:38
This was more than 10 yearsvuotta agositten,
30
86260
2391
Tämä sattui yli kymmenen vuotta sitten,
01:40
but ever sincesiitä asti kun, my laboratorylaboratorio has followedseurannut
31
88651
2767
mutta siitä lähtien laboratoriossani
01:43
the pragmatickäytännön approachlähestyä to recoverypalautus
32
91418
1963
on suhtauduttu selkäydinvammasta toipumiseen
01:45
after spinalselkäydin- cordjohto injuryvahinko.
33
93381
2411
käytännönläheisesti.
01:47
And my first stepvaihe in this directionsuunta
34
95792
2041
Esimmäinen askel tähän suuntaan
01:49
was to developkehittää a newUusi modelmalli- of spinalselkäydin- cordjohto injuryvahinko
35
97833
3289
oli kehittää uusi malli selkäydinvammasta,
01:53
that would more closelytarkasti mimicmatkia some of the keyavain featuresominaisuudet of humanihmisen injuryvahinko
36
101122
3647
joka jäljittelisi tarkemmin ihmisvamman tärkeimpiä piirteitä,
01:56
while offeringuhri well-controlledhyvin hallinnassa experimentalkokeellinen conditionsolosuhteet.
37
104769
3372
ja tarjoaisi hyvin kontrolloidut koeolosuhteet.
02:00
And for this purposetarkoitus, we placedsijoitettu two hemisectionshemisections
38
108141
2567
Tätä varten teimme kaksi leikkausta
02:02
on oppositevastapäätä sidessivut of the bodyruumis.
39
110708
1415
vastakkaisilla puolille vartaloa.
02:04
They completelytäysin interruptkeskeyttää the communicationviestintä
40
112123
2145
Ne katkaisevat täydellisesti aivojen
02:06
betweenvälillä the brainaivot and the spinalselkäydin- cordjohto,
41
114268
2582
ja selkäytimen väliset yhteydet,
02:08
thustäten leadingjohtava to completesaattaa loppuun and permanentpysyvä paralysishalvaus
42
116850
2710
aiheuttaen siten jalkojen täydellisen ja pysyvän
02:11
of the legjalka.
43
119560
1767
halvaantumisen.
02:13
But, as observedhavaitun, after mostsuurin osa injuriesvammat in humansihmisiin,
44
121327
3891
Useimmiten ihmisten vammautuessa selkäytimeen
02:17
there is this interveningpuuttua gapaukko of intactennallaan neuralhermo- tissuekudos
45
125218
2950
syntyy katkos, josta puuttuu ehjää hermokudosta,
02:20
throughkautta whichjoka recoverypalautus can occurtapahtua.
46
128168
2703
jonka kautta paraneminen voi tapahtua.
02:22
But how to make it happentapahtua?
47
130871
3041
Mutta miten paraneminen voi tapahtua?
02:25
Well, the classicalKlassinen approachlähestyä
48
133912
3361
Perinteisesti pyrittiin
02:29
consistsmuodostuu of applyingsoveltamalla interventioninterventio
49
137273
2636
puuttumaan asiaan
02:31
that would promoteedistää the growthkasvu of the severedkatkaistu fiberkuitu
50
139909
2910
edistämällä katkenneen kuidun kasvua
02:34
to the originalalkuperäinen targetkohde.
51
142819
2108
alkuperäiseen kohteeseen.
02:36
And while this certainlyvarmasti remainedpysyi the keyavain for a cureparantaa,
52
144927
3751
Vaikkakin tämä varmasti oli ratkaisun avain,
02:40
this seemednäytti extraordinarilyerittäin complicatedmonimutkainen to me.
53
148678
3515
se tuntui minusta varsin monimutkaiselta.
02:44
To reachsaavuttaa clinicalkliininen fruitiontoteutuminen rapidlynopeasti,
54
152193
2725
Nopean kliinisen tuloksen kannalta
02:46
it was obviousilmeinen:
55
154918
1560
oli ilmeistä:
02:48
I had to think about the problemongelma differentlyeri tavalla.
56
156478
3920
Ongelmaa piti ajatella toisella tavalla.
02:52
It turnedkääntyi out that more than 100 yearsvuotta of researchtutkimus
57
160398
3108
Kävi ilmi, että yli sadan vuoden tutkimus
02:55
on spinalselkäydin- cordjohto physiologyfysiologia,
58
163506
1641
selkäytimen fysiologiasta,
02:57
startingalkaen with the NobelNobelin PrizePalkinto SherringtonSherrington,
59
165147
2325
Nobel-palkitusta Sherringtonista lähtien,
02:59
had shownesitetty that
60
167472
1807
oli osoittanut,
03:01
the spinalselkäydin- cordjohto, belowalla mostsuurin osa injuriesvammat,
61
169279
2235
että useimpien selkäytimen vammautumiskohtien
03:03
containedsisälsi all the necessaryvälttämätön and sufficientriittävä neuralhermo- networksverkot
62
171514
3253
alapuolella oli kaikki välttämättömät ja riittävät hermoverkot
03:06
to coordinatekoordinoida locomotionliikkumiskyky,
63
174767
2320
liikkumisen koordinointiin,
03:09
but because inputpanos from the brainaivot is interruptedkeskeyttää,
64
177087
2959
mutta koska syöttö aivoista oli keskeytynyt,
03:12
they are in a nonfunctionalfunktionaalinen stateosavaltio, like kindkiltti of dormantlepotilassa.
65
180046
3168
ne olivat toimintakelvottomat, ikään kuin horrostilassa.
03:15
My ideaajatus: We awakenherättää this networkverkko.
66
183214
4332
Ideani: Herätetään verkosto.
03:19
And at the time, I was a post-doctoraltohtorintutkinnon fellowkaveri in LosLos AngelesAngeles,
67
187546
4287
Toimin silloin Los Angelesissa,
03:23
after completingViimeistellään my PhPH.D. in FranceRanska,
68
191833
2566
väiteltyäni tohtoriksi Ranskassa,
03:26
where independentitsenäinen thinkingajattelu
69
194399
1909
missä itsenäistä ajattelua
03:28
is not necessarilyvälttämättä promotedylennetty.
70
196308
3107
ei välttämättä tueta.
03:31
(LaughterNaurua)
71
199415
1827
(Naurua)
03:33
I was afraidpeloissaan to talk to my newUusi bosspomo,
72
201242
3753
Pelkäsin puhua uudelle pomolleni,
03:36
but decidedpäätetty to musterkoota up my couragerohkeus.
73
204995
2393
mutta päätin kerätä rohkeuteni.
03:39
I knockedkoputti at the doorovi of my wonderfulihana advisorneuvonantaja,
74
207388
2657
Koputin mainion ohjaajani, Reggie Evertonin, ovea
03:42
ReggieReggie EdgertonEdgerton, to shareJaa my newUusi ideaajatus.
75
210045
3991
kertoakseni uudesta ideastani.
03:46
He listenedkuunteli to me carefullyhuolellisesti,
76
214036
2250
Hän kuunteli minua tarkasti
03:48
and respondedvastasi with a gringrin.
77
216286
2941
ja vastasi virnistäen:
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
"Mitäpä jos yrittäisit?"
03:53
And I promiselupaus to you,
79
221270
2125
Se oli taatusti
03:55
this was suchsellainen an importanttärkeä momenthetki in my careerura,
80
223395
3355
hyvin tärkeä hetki urallani,
03:58
when I realizedtajusi that the great leaderjohtaja
81
226750
2435
kun tajusin, että suurenmoinen johtaja
04:01
believeduskotaan in youngnuori people and newUusi ideasideoita.
82
229185
2993
uskoi nuoriin ihmisiin ja uusiin ideoihin
04:04
And this was the ideaajatus:
83
232178
1608
Idea oli tämä:
04:05
I'm going to use a simplisticyksinkertainen metaphormetafora
84
233786
2666
Käytän yksinkertaista vertauskuvaa
04:08
to explainselittää to you this complicatedmonimutkainen conceptkonsepti.
85
236452
2126
monimutkaisen periaatteen selittämiseen.
04:10
ImagineKuvittele that the locomotormotorisen systemjärjestelmä is a carauto.
86
238578
4766
Kuvitelkaa, että liikkumisväline on auto.
04:15
The enginemoottori is the spinalselkäydin- cordjohto.
87
243344
2246
Moottori on selkäydin.
04:17
The transmissionlähetys is interruptedkeskeyttää. The enginemoottori is turnedkääntyi off.
88
245590
3258
Voimansiirto on katkennut. Moottori ei toimi.
04:20
How could we re-engagesitoutumaan uudelleen the enginemoottori?
89
248848
3007
Miten se saataisiin taas kuntoon?
04:23
First, we have to providesäätää the fuelpolttoaine;
90
251855
3142
Ensiksi on saatava polttoainetta;
04:26
secondtoinen, pressLehdistö the acceleratorAccelerator pedalpoljin;
91
254997
2343
toiseksi on painettava kaasupoljinta;
04:29
thirdkolmas, steerohjata the carauto.
92
257340
1938
kolmanneksi on ohjattava.
04:31
It turnedkääntyi out that there are knowntunnettu neuralhermo- pathwaysreittejä
93
259278
1762
Kävi ilmi, tietyillä aivoista tulevilla hermoväylillä,
04:33
comingtuleva from the brainaivot that playpelata this very functiontoiminto
94
261040
2954
on juuri nämä tehtävät
04:35
duringaikana locomotionliikkumiskyky.
95
263994
1382
liikkumisessa.
04:37
My ideaajatus: ReplaceKorvaa this missingpuuttuva inputpanos
96
265376
2715
Ideani: Korvataan puuttuva syöttö,
04:40
to providesäätää the spinalselkäydin- cordjohto
97
268091
1402
jotta selkäydin saisi
04:41
with the kindkiltti of interventioninterventio
98
269493
1396
samanlaisen välityskäskyn,
04:42
that the brainaivot would delivertoimittaa naturallyluonnollisesti in ordertilata to walkkävellä.
99
270889
4730
jonka aivot luonnostaan antavat kävelylle.
04:47
For this, I leveragedvelkarahalla 20 yearsvuotta of pastmenneisyys researchtutkimus in neuroscienceneurotiede,
100
275619
4439
Tähän hyödynsin viimeisten 20 vuoden neurotieteellistä tutkimusta,
04:52
first to replacekorvata the missingpuuttuva fuelpolttoaine
101
280058
2764
ensinnäkin puuttuvan polttoaineen korvaamiseksi
04:54
with pharmacologicalfarmakologinen agentsaineet
102
282822
2068
lääkeaineilla,
04:56
that preparevalmistella the neuronsneuronien in the spinalselkäydin- cordjohto to fireantaa potkut,
103
284890
3480
jotka saavat selkäytimen hermosolut käynnistymään,
05:00
and secondtoinen, to mimicmatkia the acceleratorAccelerator pedalpoljin
104
288370
4055
ja toiseksi, saamaan sähköiset ärsykkeet toimimaan
05:04
with electricalsähkö- stimulationstimulaatio.
105
292425
1480
kaasupolkimen tapaan.
05:05
So here imaginekuvitella an electrodeelektrodi
106
293905
2169
Kuvitelkaa selkäytimen päälle
05:08
implantedistutettu on the back of the spinalselkäydin- cordjohto
107
296074
2406
istutettu elektrodi,
05:10
to delivertoimittaa painlesskivuton stimulationstimulaatio.
108
298480
2262
joka antaa kivutonta ärsytystä.
05:12
It tookkesti manymonet yearsvuotta, but eventuallylopulta we developedkehittyneillä
109
300742
2832
Aikaa kului monta vuotta, mutta lopulta kehitimme
05:15
an electrochemicalSähkökemiallinen neuroprosthesisneuroprosthesis
110
303574
2557
elektrokemiallisen neuroproteesin,
05:18
that transformedtransformoitu the neuralhermo- networkverkko
111
306131
1766
joka herätti selkäytimen hermoverkoston
05:19
in the spinalselkäydin- cordjohto from dormantlepotilassa to a highlyerittäin functionaltoiminnallinen stateosavaltio.
112
307897
5006
horroksestaan täysin toimivaan tilaan.
05:24
ImmediatelyHeti, the paralyzedhalvaantunut ratrotta can standseistä.
113
312903
6280
Halvaantunut rotta pystyy välittömästi seisomaan.
05:31
As soonpian as the treadmilljuoksumatto beltvyö startsalkaa movingliikkuva,
114
319183
2327
Heti kun juoksumatto alkaa liikkua,
05:33
the animaleläin showsosoittaa coordinatedkoordinoi movementliike of the legjalka,
115
321510
3806
eläimen jalat liikkuvat koordinoidusti,
05:37
but withoutilman the brainaivot.
116
325316
1978
mutta ilman aivoja.
05:39
Here what I call "the spinalselkäydin- brainaivot"
117
327294
1990
"Selkäydinaivot"
05:41
cognitivelykognitiivisesti processesprosessit sensoryaisti- informationtiedot
118
329284
3122
käsittelevät kognitiivisesti jaloista tulevaa
05:44
arisingjohtuvat from the movingliikkuva legjalka
119
332406
1895
aisti-informaatiota
05:46
and makesmerkit decisionspäätökset as to how to activateAktivoi the musclelihas
120
334301
3695
ja päättävät, kuinka lihasta aktivoidaan
05:49
in ordertilata to standseistä, to walkkävellä, to runjuosta,
121
337996
3390
seisomista, kävelemistä ja juoksemista varten.
05:53
and even here, while sprintingsprinting,
122
341386
2112
Kovaakin juostessaan
05:55
instantlyheti standseistä
123
343498
2297
rotta seisahtaa välittömästi
05:57
if the treadmilljuoksumatto stopspysähtyy movingliikkuva.
124
345795
2463
juoksumaton pysähtyessä.
06:00
This was amazinghämmästyttävä.
125
348258
1337
Ällistyttävää.
06:01
I was completelytäysin fascinatedkiehtoi by this locomotionliikkumiskyky
126
349595
3387
Olin aivan lumoutunut liikkumisesta
06:04
withoutilman the brainaivot,
127
352982
2495
ilman aivoja,
06:07
but at the samesama time so frustratedturhautunut.
128
355477
3655
mutta samalla kertaa hyvin turhautunut.
06:11
This locomotionliikkumiskyky was completelytäysin involuntarytahaton.
129
359132
2393
Liikkuminen oli täysin tahdosta riippumatonta.
06:13
The animaleläin had virtuallykäytännössä no controlohjaus over the legsjalat.
130
361525
3365
Eläin pystyi tuskin lainkaan kontrolloimaan jalkojaan.
06:16
ClearlySelvästi, the steeringohjaus systemjärjestelmä was missingpuuttuva.
131
364890
4120
Oli ilmiselvää, että ohjausjärjestelmä puuttui.
06:21
And it then becametuli obviousilmeinen from me
132
369010
1892
Minulle selvisi,
06:22
that we had to moveliikkua away
133
370902
1348
että meidän oli hylättävä
06:24
from the classicalKlassinen rehabilitationkuntoutus paradigmparadigma,
134
372250
3372
perinteinen kuntoutusparadigma,
06:27
steppingtehostamalla on a treadmilljuoksumatto,
135
375622
1722
juoksumatolla askeltaminen,
06:29
and developkehittää conditionsolosuhteet that would encouragekannustaa
136
377344
3220
ja luotava olosuhteet, jotka kannustaisivat aivoja
06:32
the brainaivot to beginalkaa voluntaryvapaaehtoinen controlohjaus over the legjalka.
137
380564
5233
alkamaan kontrolloida jalkoja omasta tahdostaan.
06:37
With this in mindmieli, we developedkehittyneillä a completelytäysin newUusi
138
385797
3385
Tätä tarkoitusta varten kehitimme täysin uuden
06:41
roboticrobotti- systemjärjestelmä to supporttuki the ratrotta
139
389182
3230
robottijärjestelmän, joka tuki rottaa
06:44
in any directionsuunta of spacetila.
140
392412
2526
joka suunnasta.
06:46
ImagineKuvittele, this is really coolviileä.
141
394938
2175
Kuvitelkaa, todella mahtavaa.
06:49
So imaginekuvitella the little 200-gram-gram ratrotta
142
397113
3831
200 gramman painoinen pieni rotta,
06:52
attachedliitteenä at the extremityääripää of this 200-kilo-kilo robotrobotti,
143
400944
3701
kiinnitettynä 200-kiloisen robotin ulokkeeseen,
06:56
but the ratrotta does not feel the robotrobotti.
144
404645
2572
eikä rotta voi aistia robottia lainkaan.
06:59
The robotrobotti is transparentläpinäkyvä,
145
407217
2072
Robotti on näkymätön,
07:01
just like you would holdpitää a youngnuori childlapsi
146
409289
2362
aivan kuin joku pitelisi pikkulasta
07:03
duringaikana the first insecureepävarma stepsaskeleet.
147
411651
2364
ensimmäisten epävarmojen askelten aikana.
07:06
Let me summarizeyhteenveto: The ratrotta receivedotettu vastaan
148
414015
3554
Tiivistettynä: Rotta sai
07:09
a paralyzinglamauttavaa lesionvaurio of the spinalselkäydin- cordjohto.
149
417569
2445
halvaannuttavan selkäydinvamman.
07:12
The electrochemicalSähkökemiallinen neuroprosthesisneuroprosthesis enabledkäytössä
150
420014
2590
Elektrokemiallinen neuroproteesi mahdollisti
07:14
a highlyerittäin functionaltoiminnallinen stateosavaltio of the spinalselkäydin- locomotormotorisen networksverkot.
151
422604
4207
selkäytimen liikeverkostojen hyvän toimintakyvyn.
07:18
The robotrobotti providedmikäli the safeturvallinen environmentympäristö
152
426811
3766
Robotti loi turvallisen ympäristön,
07:22
to allowsallia the ratrotta to attemptyrittää anything
153
430577
1963
ja salli rotan kokeilla mitä tahansa
07:24
to engagesitoutua the paralyzedhalvaantunut legsjalat.
154
432540
2682
saadakseen jalkansa toimimaan.
07:27
And for motivationmotivaatio, we used what I think
155
435222
2825
Motivointiin käytimme Sveitsin tehokkainta
07:30
is the mostsuurin osa powerfulvoimakas pharmacologyfarmakologia of SwitzerlandSveitsi:
156
438047
3834
farmakologista ainetta:
07:33
fine SwissSveitsin chocolatesuklaa.
157
441881
2307
hienoa sveitsiläistä suklaata.
07:36
(LaughterNaurua)
158
444188
2922
(Naurua)
07:39
ActuallyItse asiassa, the first resultstulokset were very, very,
159
447110
4563
Ensimmäiset tulokset olivat itse asiassa
07:43
very disappointingpettymys.
160
451673
2635
hyvin, hyvin, hyvin masentavia.
07:46
Here is my bestparhaat physicalfyysinen therapistterapeutti
161
454308
3302
Tässä paras fysioterapeuttimme
07:56
completelytäysin failingpuuttuessa to encouragekannustaa the ratrotta
162
464794
2590
epäonnistuu täydellisesti kannustaessaan rottaa
07:59
to take a singleyksittäinen stepvaihe,
163
467384
2061
ottamaan yhden ainoan askeleen,
08:01
whereastaas the samesama ratrotta, fiveviisi minutesminuutit earlieraikaisemmin,
164
469445
2846
kun sama rotta, viisi minuuttia aiemmin,
08:04
walkedkäveli beautifullykauniisti on the treadmilljuoksumatto.
165
472291
2306
käveli oivallisesti juoksumatolla.
08:06
We were so frustratedturhautunut.
166
474597
2157
Olimme kovin turhautuneita.
08:08
But you know, one of the mostsuurin osa essentialolennainen qualitiesominaisuudet
167
476754
2899
Mutta yksi tieteilijän tärkeimmistä ominaisuuksista
08:11
of a scientisttiedemies is perseverancesinnikkyys.
168
479653
2476
on periksiantamattomuus.
08:14
We insistedvaati. We refinedpuhdistettu our paradigmparadigma,
169
482129
3416
Pidimme päämme. Hioimme paradigmaamme,
08:17
and after severaluseat monthskuukaudet of trainingkoulutus,
170
485545
2263
ja useita kuukausia harjoiteltuaan
08:19
the otherwisemuuten paralyzedhalvaantunut ratrotta could standseistä,
171
487808
3806
halvaantunut rotta pystyi seisomaan,
08:23
and whenevermilloin tahansa she decidedpäätetty,
172
491614
1812
ja alkoi aina halutessaan
08:25
initiatedaloitettu fullkoko weight-bearingkantavissa locomotionliikkumiskyky
173
493426
2332
koko painonsa kannattelevan liikkeen
08:27
to sprintpikajuoksu towardskohti the rewardspalkintoja.
174
495758
3250
palkintoja kohden.
08:31
This is the first recoverypalautus ever observedhavaitun
175
499008
3405
Ensimmäistä kertaa nähtiin
08:34
of voluntaryvapaaehtoinen legjalka movementliike
176
502413
1894
omaehtoista jalkojen liikettä
08:36
after an experimentalkokeellinen lesionvaurio of the spinalselkäydin- cordjohto
177
504307
2454
täydelliseen ja pysyvään halvautumiseen
08:38
leadingjohtava to completesaattaa loppuun and permanentpysyvä paralysishalvaus.
178
506761
3461
johtaneen selkäydinvammakokeen jälkeen.
08:42
In facttosiasia --
179
510222
1987
Itse asiassa --
08:44
(ApplauseSuosionosoitukset)
180
512209
1720
(Suosionosoituksia)
08:45
Thank you.
181
513929
4379
Kiitos.
08:50
In facttosiasia, not only could the ratrotta initiatealoittaa
182
518308
3094
Rotta ei pystynyt pelkästään aloittamaan
08:53
and sustainpitää yllä locomotionliikkumiskyky on the groundmaa,
183
521402
2677
ja ylläpitämään maassa liikkumista,
08:56
they could even adjustsäätää legjalka movementliike,
184
524079
2281
vaan jopa sovittamaan jalkojen liikkeen
08:58
for exampleesimerkki, to resistvastustaa gravitypainovoima
185
526360
2356
painovoiman voittamiseksi
09:00
in ordertilata to climbkiivetä a staircaseportaikko.
186
528716
2624
kiivetäkseen portaita.
09:03
I can promiselupaus you this was
187
531340
1950
Voin vakuuttaa, että se oli
09:05
suchsellainen an emotionaltunteellinen momenthetki in my laboratorylaboratorio.
188
533290
3109
hyvin tunteellinen hetki laboratoriossamme.
09:08
It tookkesti us 10 yearsvuotta of hardkova work
189
536399
2743
Tarvittiin kymmenen vuoden kova työ
09:11
to reachsaavuttaa this goaltavoite.
190
539142
2451
tämän päämäärän saavuttamiseen.
09:13
But the remainingjäljelle jäänyt questionkysymys was, how?
191
541593
2551
Jäljelle jäi kysymys: miten?
09:16
I mean, how is it possiblemahdollinen?
192
544144
1692
Tarkoitan, miten se on mahdollista?
09:17
And here, what we foundlöydetty
193
545836
1678
Löydöksemme
09:19
was completelytäysin unexpectedodottamaton.
194
547514
3676
oli täysin odottamaton.
09:23
This noveluusi trainingkoulutus paradigmparadigma
195
551190
4158
Tämä ennen näkemätön valmennusparadigma
09:27
encouragedkannustettava the brainaivot to createluoda newUusi connectionsliitännät,
196
555348
3671
kannusti aivoja luomaan uusia yhteyksiä,
09:31
some relayrele circuitspiirit
197
559019
2902
välittäjäpiirejä,
09:33
that relayrele informationtiedot from the brainaivot
198
561921
3048
jotka kuljettavat informaatiota aivoista
09:36
pastmenneisyys the injuryvahinko and restorepalauttaa corticalaivokuoren controlohjaus
199
564969
3156
vammautumiskohdan ohi ja palauttavat aivokuoren
09:40
over the locomotormotorisen networksverkot belowalla the injuryvahinko.
200
568125
3441
ohjauksen vamman alapuolisiin liikeverkostoihin.
09:43
And here, you can see one suchsellainen exampleesimerkki,
201
571566
2922
Tässä yksi esimerkki, jossa aivoista tulevat kuidut
09:46
where we labeletiketti the fiberskuidut comingtuleva from the brainaivot in redpunainen.
202
574488
3363
on merkitty punaisella.
09:49
This bluesininen neuronneuroni is connectedkytketty with the locomotormotorisen centerkeskusta,
203
577851
3420
Tämä sininen neuroni on yhteydessä liikekeskukseen,
09:53
and what this constellationtähdistö
204
581271
2363
ja tämä hermojen välinen synaptinen
09:55
of synapticSynaptic contactsyhteystiedot meansvälineet
205
583634
2351
muodostelma tarkoittaa,
09:57
is that the brainaivot is reconnecteduudelleen with the locomotormotorisen centerkeskusta
206
585985
3799
että aivot ovat taas yhteydessä liikekeskukseen,
10:01
with only one relayrele neuronneuroni.
207
589784
3998
vain yhden välittäjäneuronin kautta.
10:05
But the remodelingremontin was not restrictedrajoitettu
208
593782
1931
Mutta muutos ei rajoittunut vain
10:07
to the lesionvaurio areaalue.
209
595713
1087
vammautuneelle alueelle.
10:08
It occurredtapahtui throughoutkauttaaltaan the centralkeskus- nervoushermostunut systemjärjestelmä,
210
596800
3289
Se koski koko keskushermostoa,
10:12
includingmukaan lukien in the brainaivot stemvarsi,
211
600089
2318
mukaan lukien aivorungon,
10:14
where we observedhavaitun up to 300-percent-prosenttia increaselisääntyä
212
602407
3262
missä havaittiin aivoista tulevien säikeiden tiheyden
10:17
in the densitytiheys of fiberskuidut comingtuleva from the brainaivot.
213
605669
3759
lisääntyneen jopa 300 prosentilla.
10:21
We did not aimtavoite to repairkorjaus the spinalselkäydin- cordjohto,
214
609428
3527
Tarkoituksemme ei ollut korjata selkäydintä,
10:24
yetvielä we were ablepystyä to promoteedistää
215
612955
2597
pystyimme kuitenkin edistämään
10:27
one of the more extensivelaaja remodelingremontin
216
615552
2157
aksonien uudelleenjärjestäytymistä
10:29
of axonalaxonal projectionsennusteet ever observedhavaitun
217
617709
2469
enemmän kuin koskaan ennen
10:32
in the centralkeskus- nervoushermostunut systemjärjestelmä of adultaikuinen mammalnisäkäs
218
620178
2261
vammautuneen täysikasvuisen nisäkkään
10:34
after an injuryvahinko.
219
622439
2545
keskushermostossa.
10:36
And there is a very importanttärkeä messageviesti
220
624984
5069
Tähän löytöön kätkeytyy
10:42
hiddenkätketty behindtakana this discoverylöytö.
221
630053
4443
hyvin tärkeä viesti.
10:46
They are the resulttulos of a youngnuori teamtiimi
222
634496
3222
Se on lahjakkaiden nuorten ihmisten
10:49
of very talentedlahjakas people:
223
637718
2392
työn tulos:
10:52
physicalfyysinen therapiststerapeutit, neurobiologistsneurobiologists, neurosurgeonsNeurokirurgia,
224
640110
4458
fysioterapeuttien, neurobiologien, neurokirurgien
10:56
engineersinsinöörien of all kindsErilaisia,
225
644568
2199
ja monen alan insinöörien,
10:58
who have achievedsaavutettu togetheryhdessä
226
646767
1791
jotka ovat yhdessä saavuttaneet jotakin,
11:00
what would have been impossiblemahdoton by singleyksittäinen individualsyksilöt.
227
648558
3643
mikä olisi ollut yksittäisille ihmisille mahdotonta.
11:04
This is trulytodella a trans-disciplinarytieteenalarajat teamtiimi.
228
652201
3083
Se on todella monitieteellinen tiimi.
11:07
They are workingtyöskentely so closekiinni to eachkukin other
229
655284
2188
He työskentelevät niin tiiviisti yhdessä,
11:09
that there is horizontalvaakasuora transfersiirtää of DNADNA.
230
657472
3191
että vaihtavat DNA:ta keskenään.
11:12
We are creatingluominen the nextSeuraava generationsukupolvi
231
660663
1623
Luomme seuraavan polven
11:14
of M.D.'sn and engineersinsinöörien
232
662286
2241
lääkäreitä ja insinöörejä,
11:16
capablekykenevä of translatingkääntäminen discoverieslöydöt all the way
233
664527
2444
jotka pystyvät hyödyntämään tutkimustuloksiaan
11:18
from benchpenkki to bedsideYöpöytä.
234
666971
2672
nopeasti käytännön hoitotyöhön.
11:21
And me?
235
669643
2006
Minun osuuteni?
11:23
I am only the maestroMaestro who orchestratedorganisoidusta this beautifulkaunis symphonySymphony.
236
671649
4547
Olen vain tätä kaunista sinfoniaa johtanut maestro.
11:28
Now, I am sure you are all wonderingMietitkö, aren'teivät you,
237
676196
6803
Mietitte varmaan kaikki,
11:34
will this help injuredloukkaantunut people?
238
682999
3764
auttaako tämä vammautuneita ihmisiä.
11:38
Me too, everyjoka day.
239
686763
3892
Niin minäkin, joka päivä.
11:42
The truthtotuus is that we don't know enoughtarpeeksi yetvielä.
240
690655
3413
Todellisuudessa tietomme ovat vielä puutteelliset.
11:46
This is certainlyvarmasti not a cureparantaa for spinalselkäydin- cordjohto injuryvahinko,
241
694068
4224
Selkäydinvammaa ei pystytä vielä parantamaan,
11:50
but I beginalkaa to believe that this maysaattaa leadjohtaa
242
698292
2734
mutta alan uskoa, että tämä voi johtaa
11:53
to an interventioninterventio to improveparantaa recoverypalautus
243
701026
2567
läpimurtoon, joka voi edistää toipumista
11:55
and people'sihmisten qualitylaatu of life.
244
703593
3187
ja parantaa ihmisten elämänlaatua.
11:58
I would like you all
245
706780
2489
Haluaisin teidän kaikkien unelmoivan
12:01
to take a momenthetki and dreamunelma with me.
246
709269
3627
hetken aikaa kanssani.
12:04
ImagineKuvittele a personhenkilö just sufferedkärsi a spinalselkäydin- cordjohto injuryvahinko.
247
712896
5895
Kuvitelkaa joku äskettäin selkäydinvamman saanut henkilö.
12:10
After a fewharvat weeksviikkoa of recoverypalautus,
248
718791
3155
Muutaman viikon toipumisen jälkeen,
12:13
we will implantimplantti a programmableohjelmoitava pumppumppu
249
721946
2360
asennetaan ohjelmoitava pumppu
12:16
to delivertoimittaa a personalizedhenkilökohtainen pharmacologicalfarmakologinen cocktailcocktail
250
724306
3033
antamaan yksilöllinen farmakologinen cocktail
12:19
directlysuoraan to the spinalselkäydin- cordjohto.
251
727339
2442
suoraan selkäytimeen.
12:21
At the samesama time, we will implantimplantti an electrodeelektrodi arrayryhmä,
252
729781
3263
Samalla kertaa asennetaan joukko elektrodeja,
12:25
a sortjärjestellä of secondtoinen skiniho
253
733044
2107
jonkinlainen toinen iho,
12:27
coveringkattaa the areaalue of the spinalselkäydin- cordjohto controllingvalvontaan legjalka movementliike,
254
735151
3560
joka peittää jalkoja kontrolloivaa selkäytimen aluetta,
12:30
and this arrayryhmä is attachedliitteenä to an electricalsähkö- pulsepulssi generatorgeneraattori
255
738711
3266
ja tämä kokonaisuus kiinnitetään sähköiseen sykegeneraattoriin,
12:33
that deliverstoimittaa stimulationsärsykkeet that are tailoredräätälöity
256
741977
2462
joka antaa ärsykkeitä, jotka vastaavat
12:36
to the person'shenkilöt needstarpeisiin.
257
744439
2186
juuri kyseisen potilaan tarpeita.
12:38
This definesmääritellään a personalizedhenkilökohtainen electrochemicalSähkökemiallinen neuroprosthesisneuroprosthesis
258
746625
4858
Näin taataan yksilöllinen elektrokemiallinen neuroproteesi,
12:43
that will enableota käyttöön locomotionliikkumiskyky
259
751483
2751
joka mahdollistaa liikkumisen
12:46
duringaikana trainingkoulutus with a newlyhiljattain designedsuunnitellut supportingtukeminen systemjärjestelmä.
260
754234
4047
harjoiteltaessa vastikään suunnitellun tukijärjestelmän avulla.
12:50
And my hopetoivoa is that after severaluseat monthskuukaudet of trainingkoulutus,
261
758281
3283
Toivon, että kuukausien harjoittelun jälkeen
12:53
there maysaattaa be enoughtarpeeksi remodelingremontin of residualjäljellä connectionyhteys
262
761564
2163
jäljellä olevat yhteydet uusiutuvat riittävästi
12:55
to allowsallia locomotionliikkumiskyky withoutilman the robotrobotti,
263
763727
3669
mahdollistaen liikkumisen ilman robottia,
12:59
maybe even withoutilman pharmacologyfarmakologia or stimulationstimulaatio.
264
767396
3778
ehkä jopa ilman lääkitystä tai hermoärsykkeitä.
13:03
My hopetoivoa here is to be ablepystyä to createluoda
265
771174
2534
Toivon, että pystytään luomaan
13:05
the personalizedhenkilökohtainen conditionkunto
266
773708
2265
yksilölliset edellytykset
13:07
to boostBoost the plasticityplastisuus of the brainaivot
267
775973
2663
tehostaa aivojen ja selkäytimen
13:10
and the spinalselkäydin- cordjohto.
268
778636
1531
mukautumiskykyä.
13:12
And this is a radicallyradikaalisti newUusi conceptkonsepti
269
780167
2739
Täysin uusi periaate,
13:14
that maysaattaa applyKäytä to other neurologicalneurologinen disordershäiriöt,
270
782906
3293
jota voidaan ehkä soveltaa muihin neurologisiin häiriöihin,
13:18
what I termedkutsutaan "personalizedhenkilökohtainen neuroprostheticsneuroprosthetics,"
271
786199
4538
"yksilölliset neuroproteesit",
13:22
where by sensingtunnistava and stimulatingedistää neuralhermo- interfacesrajapinnat,
272
790737
3024
joissa herkistämällä ja ärsyttämällä hermojen rajapintoja
13:25
I implantedistutettu throughoutkauttaaltaan the nervoushermostunut systemjärjestelmä,
273
793761
3714
koko hermojärjestelmässä,
13:29
in the brainaivot, in the spinalselkäydin- cordjohto,
274
797475
3341
aivoissa, selkäytimessä,
13:32
even in peripheralperifeerinen nerveshermot,
275
800816
2756
jopa ääreishermoissa,
13:35
basedperustuu on patient-specificpotilas-kohtaiset impairmentsarvonalentumiset.
276
803572
3167
potilaskohtaisten häiriöiden perusteella.
13:38
But not to replacekorvata the lostmenetetty functiontoiminto, no --
277
806739
4608
Ei pyritä korvaamaan menetettyä toimintoa --
13:43
to help the brainaivot help itselfitse.
278
811347
3191
vaan auttamaan aivoja auttamaan itseään.
13:46
And I hopetoivoa this enticedhoukutellaan your imaginationmielikuvitus,
279
814538
2640
Toivottavast tämä kiehtoi mielikuvitustanne,
13:49
because I can promiselupaus to you
280
817178
1896
koska voin luvata,
13:51
this is not a matterasia of whetheronko this revolutionvallankumous will occurtapahtua,
281
819074
3243
ettei ole kysymys siitä, tapahtuuko tämä vallankumous,
13:54
but when.
282
822317
1792
vaan milloin se tapahtuu.
13:56
And remembermuistaa, we are only as great
283
824109
2233
Muistakaa, olemme vain yhtä suuria kuin
13:58
as our imaginationmielikuvitus, as bigiso as our dreamunelma.
284
826357
3585
mielikuvituksemme, unelmiemme kokoisia.
14:01
Thank you.
285
829942
1992
Kiitoksia.
14:03
(ApplauseSuosionosoitukset)
286
831934
4000
(Suosionosoituksia)
Translated by Yrjö Immonen
Reviewed by Outi Iivonen

▲Back to top

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