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: Sparaliżowany szczur, który chodził

Filmed:
989,937 views

Uraz rdzenia kręgowego może zerwać komunikację między mózgiem a ciałem, prowadząc do paraliżu. Prosto ze swojego laboratorium Grégoire Courtine przedstawia nową metodę, łączącą terapię farmakologiczną, stymulację elektryczną i użycie robota. Może to ponownie pobudzić ścieżki nerwowe i pomóc ciału ponownie nauczyć się samodzielnego poruszania. Zobacz, jak to działa i jak sparaliżowany szczur jest w stanie biegać i poruszać się po schodach.
- 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 neuroscientistneurolog
0
446
1625
Jestem neurologiem,
00:14
with a mixedmieszany backgroundtło in physicsfizyka and medicinelekarstwo.
1
2071
3811
powiązanym z fizyką i medycyną.
00:17
My lablaboratorium at the SwissSzwajcarski FederalFederalnej InstituteInstytut of TechnologyTechnologia
2
5882
5041
Moje laboratorium w Szwajcarskim
Krajowym Instytucie Technicznym
00:22
focusesskupia się on spinalrdzeniowy cordsznur injuryzranienie,
3
10923
3190
koncentruje się na urazach
rdzenia kręgowego,
00:26
whichktóry affectsma wpływ more than 50,000 people
4
14113
2731
które dotykają ponad 50 tysięcy ludzi
00:28
around the worldświat everykażdy yearrok,
5
16844
2690
na świecie każdego roku,
00:31
with dramaticdramatyczny consequenceskonsekwencje for affectedafektowany individualsosoby prywatne,
6
19534
3606
z dramatycznymi konsekwencjami dla osób,
00:35
whosektórego life literallydosłownie shattersrozbija
7
23140
2233
których życie dosłownie się rozpadło
00:37
in a mattermateria of a handfulgarść of secondstowary drugiej jakości.
8
25373
3235
w ciągu kilku sekund.
00:40
And for me, the Man of SteelStali,
9
28608
3058
Moim zdaniem, człowiek ze stali,
00:43
ChristopherChristopher ReeveReeve,
10
31666
2204
Christopher Reeve,
00:45
has bestNajlepiej raisedpodniesiony the awarenessświadomość
11
33870
2090
uświadomił nam udręki
00:47
on the distressrozpacz of spinalrdzeniowy cordsznur injuredranny people.
12
35960
2915
ludzi z uszkodzonym rdzeniem kręgowym.
00:50
And this is how I startedRozpoczęty my ownwłasny personalosobisty journeypodróż
13
38875
3139
Tak się zaczęła moja osobista podróż
00:54
in this fieldpole of researchBadania,
14
42014
1499
w tej dziedzinie badań,
00:55
workingpracujący with the ChristopherChristopher and DanaDana ReeveReeve FoundationFundacja.
15
43513
3437
od współpracy z Fundacją
Christophera i Dany Reeve.
00:58
I still rememberZapamiętaj this decisivedecydujące znaczenie momentza chwilę.
16
46950
4596
Pamiętam decydujący moment.
01:03
It was just at the endkoniec of a regularregularny day of work
17
51546
1951
Kończyłem właśnie normalny dzień pracy
01:05
with the foundationfundacja.
18
53497
1543
w fundacji.
01:07
ChrisChris addressedzaadresowany us, the scientistsnaukowcy and expertseksperci,
19
55040
4652
Chris zwrócił się do nas,
naukowców i ekspertów:
01:11
"You have to be more pragmaticpragmatyczne.
20
59692
3593
"Musicie być bardziej praktyczni.
01:15
When leavingodejście your laboratorylaboratorium tomorrowjutro,
21
63285
2352
Opuszczając jutro laboratorium,
01:17
I want you to stop by the rehabilitationRehabilitacja centercentrum
22
65637
2904
zatrzymajcie się
przy centrum rehabilitacyjnym
01:20
to watch injuredranny people
23
68541
1609
i popatrzcie na kalekich ludzi,
01:22
fightingwalczący to take a stepkrok,
24
70150
2025
walczących o każdy krok,
01:24
strugglingwalczy to maintainutrzymać theirich trunkbagażnik samochodowy.
25
72175
2641
zmagających się z utrzymaniem tułowia.
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
Kiedy pójdziecie do domu
01:28
think of what you are going to changezmiana in your researchBadania
27
76229
2410
pomyślcie, co zmienić w badaniach
01:30
on the followingnastępujący day to make theirich liveszyje better."
28
78639
3568
następnego dnia, aby poprawić im życie".
01:34
These wordssłowa, they stuckutknął with me.
29
82207
4053
Te słowa utkwiły mi w pamięci.
01:38
This was more than 10 yearslat agotemu,
30
86260
2391
Było to ponad 10 lat temu,
01:40
but ever sinceod, my laboratorylaboratorium has followedśledzić
31
88651
2767
lecz od tamtej pory
przyjęliśmy w laboratorium
01:43
the pragmaticpragmatyczne approachpodejście to recoveryodzyskiwanie
32
91418
1963
pragmatyczne podejście do leczenia
01:45
after spinalrdzeniowy cordsznur injuryzranienie.
33
93381
2411
kontuzji rdzenia kręgowego.
01:47
And my first stepkrok in this directionkierunek
34
95792
2041
Pierwszym krokiem było opracowanie
01:49
was to developrozwijać a newNowy modelModel of spinalrdzeniowy cordsznur injuryzranienie
35
97833
3289
nowego wzorca kontuzji rdzenia,
01:53
that would more closelydokładnie mimicimitować some of the keyklawisz featurescechy of humanczłowiek injuryzranienie
36
101122
3647
który odpowiadałby
kluczowym cechom obrażeń ludzkich,
01:56
while offeringoferując well-controlleddobrze kontrolowana experimentaleksperymentalny conditionswarunki.
37
104769
3372
umożliwiając jednocześnie
kontrolę warunków badawczych.
02:00
And for this purposecel, powód, we placedumieszczony two hemisectionshemisections
38
108141
2567
W tym celu dokonaliśmy dwóch hemisekcji
02:02
on oppositenaprzeciwko sidesboki of the bodyciało.
39
110708
1415
po przeciwnych stronach ciała.
02:04
They completelycałkowicie interruptprzerwać the communicationkomunikacja
40
112123
2145
Zupełnie zakłóciły komunikację
02:06
betweenpomiędzy the brainmózg and the spinalrdzeniowy cordsznur,
41
114268
2582
między mózgiem i rdzeniem kręgowym,
02:08
thusa zatem leadingprowadzący to completekompletny and permanentstały paralysisparaliż
42
116850
2710
co doprowadziło do całkowitego
02:11
of the legnogi.
43
119560
1767
i trwałego paraliżu nogi.
02:13
But, as observedzauważony, after mostwiększość injuriesurazy in humansludzie,
44
121327
3891
Wiadomo, że po większości urazów
02:17
there is this interveninginterwencji gapszczelina of intactnienaruszony neuralnerwowy tissuetkanka
45
125218
2950
zostaje pasmo
nienaruszonej tkanki nerwowej,
02:20
throughprzez whichktóry recoveryodzyskiwanie can occurpojawić się.
46
128168
2703
umożliwiające powrót do zdrowia.
02:22
But how to make it happenzdarzyć?
47
130871
3041
Jak tego dokonać?
02:25
Well, the classicalklasyczny approachpodejście
48
133912
3361
Podejście klasyczne
02:29
consistsskłada się of applyingstosowanie interventioninterwencja
49
137273
2636
obejmuje zastosowanie zabiegu,
02:31
that would promotepromować the growthwzrost of the severedzerwane fiberwłókno
50
139909
2910
który pobudza wzrost uszkodzonych włókien
02:34
to the originaloryginalny targetcel.
51
142819
2108
do wyjściowej wielkości.
02:36
And while this certainlyna pewno remainedpozostał the keyklawisz for a curelekarstwo,
52
144927
3751
Chociaż to klucz do leczenia,
02:40
this seemedwydawało się extraordinarilyniezwykle complicatedskomplikowane to me.
53
148678
3515
wydaje się niezwykle skomplikowany.
02:44
To reachdosięgnąć clinicalkliniczny fruitionurzeczywistnienie rapidlyszybko,
54
152193
2725
By osiągnąć szybki efekt kliniczny,
02:46
it was obviousoczywisty:
55
154918
1560
było oczywiste,
02:48
I had to think about the problemproblem differentlyróżnie.
56
156478
3920
że muszę inaczej podejść do problemu.
02:52
It turnedobrócony out that more than 100 yearslat of researchBadania
57
160398
3108
Otóż ponad stuletnie badania
02:55
on spinalrdzeniowy cordsznur physiologyfizjologia,
58
163506
1641
fizjologii rdzenia kręgowego,
02:57
startingstartowy with the NobelLaureat Nagrody Nobla PrizeNagrody SherringtonSherrington,
59
165147
2325
począwszy od noblisty Sherringtona,
02:59
had shownpokazane that
60
167472
1807
wykazały, że rdzeń kręgowy
03:01
the spinalrdzeniowy cordsznur, belowponiżej mostwiększość injuriesurazy,
61
169279
2235
po większości urazów
03:03
containedzawarte all the necessaryniezbędny and sufficientwystarczające neuralnerwowy networkssieci
62
171514
3253
zawiera wszystkie połączenia nerwowe
03:06
to coordinatewspółrzędnych locomotionporuszanie się,
63
174767
2320
niezbędne do koordynacji ruchu.
03:09
but because inputwkład from the brainmózg is interruptedprzerwana,
64
177087
2959
Jednak przez zakłócenia przekazu z mózgu
03:12
they are in a nonfunctionalniefunkcjonalne statestan, like kinduprzejmy of dormantuśpione.
65
180046
3168
połączenia te są nieczynne, jakby uśpione.
03:15
My ideapomysł: We awakenobudzić this networksieć.
66
183214
4332
Mój pomysł: obudźmy tę sieć.
03:19
And at the time, I was a post-doctoralPo uzyskaniu stopnia doktorskiego fellowfacet in LosLos AngelesAngeles,
67
187546
4287
Byłem wtedy na stażu
postdoktoranckim w Los Angeles,
03:23
after completingKończenie pracy my PhPH.D. in FranceFrancja,
68
191833
2566
po otrzymaniu doktoratu we Francji,
03:26
where independentniezależny thinkingmyślący
69
194399
1909
gdzie niezależne myślenie
03:28
is not necessarilykoniecznie promotedlansowany.
70
196308
3107
niekoniecznie jest promowane.
03:31
(LaughterŚmiech)
71
199415
1827
(Śmiech)
03:33
I was afraidprzestraszony to talk to my newNowy bossszef,
72
201242
3753
Obawiałem się rozmowy z nowym szefem,
03:36
but decidedzdecydowany to musterzebrać up my courageodwaga.
73
204995
2393
lecz zebrałem się na odwagę.
03:39
I knockedzapukał at the doordrzwi of my wonderfulwspaniale advisorDoradca,
74
207388
2657
Zapukałem do mojego doradcy,
03:42
ReggieReggie EdgertonEdgerton, to sharedzielić my newNowy ideapomysł.
75
210045
3991
Reggiego Edgertona,
by podzielić się pomysłem.
03:46
He listenedsłuchałem to me carefullyostrożnie,
76
214036
2250
Wysłuchał mnie z uwagą
03:48
and respondedodpowiedział with a gringrin.
77
216286
2941
i odparł z szerokim uśmiechem:
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
"Czemu nie spróbujesz?".
03:53
And I promiseobietnica to you,
79
221270
2125
Słowo daję,
03:55
this was suchtaki an importantważny momentza chwilę in my careerkariera,
80
223395
3355
to był ważny punkt mojej kariery,
03:58
when I realizedrealizowany that the great leaderlider
81
226750
2435
gdy zrozumiałem, że doskonały lider
04:01
believeduwierzyli in youngmłody people and newNowy ideaspomysły.
82
229185
2993
wierzy w młodych ludzi i nowe pomysły.
04:04
And this was the ideapomysł:
83
232178
1608
Oto mój pomysł.
04:05
I'm going to use a simplisticuproszczone metaphormetafora
84
233786
2666
Użyję prostej przenośni,
04:08
to explainwyjaśniać to you this complicatedskomplikowane conceptpojęcie.
85
236452
2126
by to wyjaśnić.
04:10
ImagineWyobraź sobie that the locomotornarządu ruchu systemsystem is a carsamochód.
86
238578
4766
Wyobraźcie sobie, że układ ruchu to auto.
04:15
The enginesilnik is the spinalrdzeniowy cordsznur.
87
243344
2246
Silnik to rdzeń kręgowy.
04:17
The transmissiontransmisja is interruptedprzerwana. The enginesilnik is turnedobrócony off.
88
245590
3258
Napęd jest uszkodzony. Silnik nie działa.
04:20
How could we re-engageponownie zaangażować the enginesilnik?
89
248848
3007
Jak ponownie włączyć silnik?
04:23
First, we have to providezapewniać the fuelpaliwo;
90
251855
3142
Po pierwsze, musimy dostarczyć paliwa,
04:26
seconddruga, pressnaciśnij the acceleratorAkcelerator pedalpedał;
91
254997
2343
po drugie, nacisnąć pedał gazu,
po trzecie, kierować autem.
04:29
thirdtrzeci, steerSteer the carsamochód.
92
257340
1938
04:31
It turnedobrócony out that there are knownznany neuralnerwowy pathwaysścieżki
93
259278
1762
Okazało się, że znane są ścieżki nerwowe,
04:33
comingprzyjście from the brainmózg that playgrać this very functionfunkcjonować
94
261040
2954
biegnące z mózgu, które pełnią tę funkcję
04:35
duringpodczas locomotionporuszanie się.
95
263994
1382
podczas ruchu.
04:37
My ideapomysł: ReplaceZamień this missingbrakujący inputwkład
96
265376
2715
Chciałem zastąpić
brakujące impulsy wejściowe,
04:40
to providezapewniać the spinalrdzeniowy cordsznur
97
268091
1402
by wysłać rdzeniowi kręgowemu sygnał,
04:41
with the kinduprzejmy of interventioninterwencja
98
269493
1396
04:42
that the brainmózg would deliverdostarczyć naturallynaturalnie in orderzamówienie to walkspacerować.
99
270889
4730
jaki wysłałby mózg
przy inicjacji chodzenia.
04:47
For this, I leverageddźwignia 20 yearslat of pastprzeszłość researchBadania in neuroscienceneuronauka,
100
275619
4439
Przejrzałem 20 lat publikacji
badań neurologicznych,
04:52
first to replacezastąpić the missingbrakujący fuelpaliwo
101
280058
2764
po pierwsze, by zastąpić brakujące paliwo
04:54
with pharmacologicalfarmakologiczny agentsagentów
102
282822
2068
czynnikami farmakologicznymi,
04:56
that prepareprzygotować the neuronsneurony in the spinalrdzeniowy cordsznur to fireogień,
103
284890
3480
które przygotują do odpalenia
neurony w rdzeniu,
05:00
and seconddruga, to mimicimitować the acceleratorAkcelerator pedalpedał
104
288370
4055
po drugie, by naśladować pedał gazu
05:04
with electricalelektryczny stimulationstymulacja.
105
292425
1480
za pomocą elektrycznej stymulacji.
05:05
So here imaginewyobrażać sobie an electrodeelektroda
106
293905
2169
Wyobraźcie sobie elektrodę
05:08
implantedwszczepiony on the back of the spinalrdzeniowy cordsznur
107
296074
2406
wszczepioną od tyłu w rdzeń kręgowy,
05:10
to deliverdostarczyć painlessbezbolesne stimulationstymulacja.
108
298480
2262
by zapewnić bezbolesną stymulację.
05:12
It tookwziął manywiele yearslat, but eventuallyostatecznie we developedrozwinięty
109
300742
2832
Po wielu latach w końcu stworzyliśmy
05:15
an electrochemicalelektrochemiczne neuroprosthesisneuroprosthesis
110
303574
2557
elektrochemiczną neuroprotezę,
05:18
that transformedprzekształcone the neuralnerwowy networksieć
111
306131
1766
która przenosi układ nerwowy rdzenia
05:19
in the spinalrdzeniowy cordsznur from dormantuśpione to a highlywysoko functionalfunkcjonalny statestan.
112
307897
5006
z uśpienia do stanu
wysokiej funkcjonalności.
05:24
ImmediatelyNatychmiast, the paralyzedsparaliżowany ratszczur can standstoisko.
113
312903
6280
Sparaliżowany szczur natychmiast wstał.
05:31
As soonwkrótce as the treadmillBieżnia beltpas startszaczyna się movingw ruchu,
114
319183
2327
Gdy pas bieżni wystartował,
05:33
the animalzwierzę showsprzedstawia coordinatedkoordynowane movementruch of the legnogi,
115
321510
3806
zwierzę wykazywało
skoordynowane ruchy kończyny,
05:37
but withoutbez the brainmózg.
116
325316
1978
bez udziału mózgu.
05:39
Here what I call "the spinalrdzeniowy brainmózg"
117
327294
1990
To, co nazywam "mózgiem rdzeniowym",
05:41
cognitivelypoznawczo processesprocesy sensorysensoryczny informationInformacja
118
329284
3122
kognitywnie przetwarza
informacje sensoryczne,
05:44
arisingwynikające from the movingw ruchu legnogi
119
332406
1895
pochodzące z poruszającej się kończyny
05:46
and makesczyni decisionsdecyzje as to how to activateaktywować the musclemięsień
120
334301
3695
i decyduje, jak aktywować mięsień,
05:49
in orderzamówienie to standstoisko, to walkspacerować, to runbiegać,
121
337996
3390
aby wstać, chodzić, biegać,
05:53
and even here, while sprintingSprint,
122
341386
2112
a nawet by podczas sprintu
05:55
instantlynatychmiast standstoisko
123
343498
2297
nagle stanąć,
05:57
if the treadmillBieżnia stopsprzystanki movingw ruchu.
124
345795
2463
gdy zatrzymuje się bieżnia.
06:00
This was amazingniesamowity.
125
348258
1337
To było cudowne.
06:01
I was completelycałkowicie fascinatedzafascynowany by this locomotionporuszanie się
126
349595
3387
Całkowicie zafascynował mnie ruch
06:04
withoutbez the brainmózg,
127
352982
2495
bez udziału mózgu,
06:07
but at the samepodobnie time so frustratedsfrustrowany.
128
355477
3655
ale jednocześnie poczułem frustrację.
06:11
This locomotionporuszanie się was completelycałkowicie involuntarymimowolny.
129
359132
2393
Ruch w ogóle nie podlegał woli.
06:13
The animalzwierzę had virtuallywirtualnie no controlkontrola over the legsnogi.
130
361525
3365
Zwierzę nie kontrolowało kończyn.
06:16
ClearlyWyraźnie, the steeringsterowniczy systemsystem was missingbrakujący.
131
364890
4120
Brakowało systemu kierowania.
06:21
And it then becamestał się obviousoczywisty from me
132
369010
1892
Wówczas stało się jasne,
06:22
that we had to moveruszaj się away
133
370902
1348
że musimy zrezygnować
06:24
from the classicalklasyczny rehabilitationRehabilitacja paradigmparadygmat,
134
372250
3372
z modelu klasycznej rehabilitacji,
06:27
steppingwzmocnienie on a treadmillBieżnia,
135
375622
1722
czyli bieżni,
06:29
and developrozwijać conditionswarunki that would encouragezachęcać
136
377344
3220
i stworzyć warunki, które pobudzą mózg,
06:32
the brainmózg to beginzaczynać voluntarydobrowolny controlkontrola over the legnogi.
137
380564
5233
by przejął świadomą kontrolę nad kończyną.
06:37
With this in mindumysł, we developedrozwinięty a completelycałkowicie newNowy
138
385797
3385
Z tą myślą stworzyliśmy całkiem nowy
06:41
roboticzrobotyzowany systemsystem to supportwsparcie the ratszczur
139
389182
3230
system robotyczny, by zapewnić szczurowi
06:44
in any directionkierunek of spaceprzestrzeń.
140
392412
2526
swobodne ruchy w przestrzeni.
06:46
ImagineWyobraź sobie, this is really coolchłodny.
141
394938
2175
To naprawdę super.
06:49
So imaginewyobrażać sobie the little 200-gram-gram ratszczur
142
397113
3831
Wyobraźcie sobie 0,2 kg szczura,
06:52
attachedprzywiązany at the extremitykoniec of this 200-kilo-kilogram robotrobot,
143
400944
3701
podłączonego do 200 kg robota,
06:56
but the ratszczur does not feel the robotrobot.
144
404645
2572
którego szczur nie czuje.
06:59
The robotrobot is transparentprzezroczysty,
145
407217
2072
Robot jest przezroczysty.
07:01
just like you would holdutrzymać a youngmłody childdziecko
146
409289
2362
Jakbyście trzymali małe dziecko
07:03
duringpodczas the first insecureniepewny stepskroki.
147
411651
2364
podczas pierwszych niepewnych kroków.
07:06
Let me summarizepodsumować: The ratszczur receivedOdebrane
148
414015
3554
Podsumujmy: szczur doznał
07:09
a paralyzingparaliżujący lesionzmiany chorobowe of the spinalrdzeniowy cordsznur.
149
417569
2445
paraliżującego urazu rdzenia.
07:12
The electrochemicalelektrochemiczne neuroprosthesisneuroprosthesis enabledwłączony
150
420014
2590
Elektrochemiczna neuroproteza umożliwiła
07:14
a highlywysoko functionalfunkcjonalny statestan of the spinalrdzeniowy locomotornarządu ruchu networkssieci.
151
422604
4207
wysoce funkcjonalny stan
układu ruchowego w rdzeniu.
07:18
The robotrobot providedopatrzony the safebezpieczny environmentśrodowisko
152
426811
3766
Robot zapewnił bezpieczne środowisko,
07:22
to allowdopuszczać the ratszczur to attemptpróba anything
153
430577
1963
pozwalające szczurowi
07:24
to engageangażować the paralyzedsparaliżowany legsnogi.
154
432540
2682
użyć sparaliżowanej kończyny.
07:27
And for motivationmotywacja, we used what I think
155
435222
2825
Dla zachęty użyliśmy
07:30
is the mostwiększość powerfulpotężny pharmacologyFarmakologia of SwitzerlandSzwajcaria:
156
438047
3834
najsilniej działającego medykamentu:
07:33
fine SwissSzwajcarski chocolateczekolada.
157
441881
2307
doskonałej szwajcarskiej czekolady.
07:36
(LaughterŚmiech)
158
444188
2922
(Śmiech)
07:39
ActuallyFaktycznie, the first resultswyniki were very, very,
159
447110
4563
Pierwsze wyniki
07:43
very disappointingKiepski.
160
451673
2635
bardzo nas zawiodły.
07:46
Here is my bestNajlepiej physicalfizyczny therapistterapeuta
161
454308
3302
Mojemu najlepszemu fizjoterapeucie
07:56
completelycałkowicie failingw braku to encouragezachęcać the ratszczur
162
464794
2590
nie udało się zachęcić szczura
07:59
to take a singlepojedynczy stepkrok,
163
467384
2061
do zrobienia choćby kroku,
08:01
whereasnatomiast the samepodobnie ratszczur, fivepięć minutesminuty earlierwcześniej,
164
469445
2846
choć pięć minut wcześniej
08:04
walkedchodził beautifullyestetycznie on the treadmillBieżnia.
165
472291
2306
szczur pięknie kroczył po bieżni.
08:06
We were so frustratedsfrustrowany.
166
474597
2157
Czuliśmy zawód,
08:08
But you know, one of the mostwiększość essentialistotny qualitiescechy
167
476754
2899
ale niezbędną cechą naukowca
08:11
of a scientistnaukowiec is perseverancewytrwałość.
168
479653
2476
jest wytrwałość.
08:14
We insistednalegał. We refinedrafinowany our paradigmparadygmat,
169
482129
3416
Uparliśmy się. Zmieniliśmy wzorzec
08:17
and after severalkilka monthsmiesiące of trainingtrening,
170
485545
2263
i po kilku miesiącach treningu
08:19
the otherwisew przeciwnym razie paralyzedsparaliżowany ratszczur could standstoisko,
171
487808
3806
sparaliżowany szczur mógł wstać
08:23
and wheneverkiedy tylko she decidedzdecydowany,
172
491614
1812
i gdy chciał,
08:25
initiatedzapoczątkowany fullpełny weight-bearingobciążonych locomotionporuszanie się
173
493426
2332
rozpoczynał pełen zakres ruchów,
08:27
to sprintsprint towardsw kierunku the rewardsNagrody.
174
495758
3250
by biec po nagrodę.
08:31
This is the first recoveryodzyskiwanie ever observedzauważony
175
499008
3405
To pierwsza kuracja w historii
08:34
of voluntarydobrowolny legnogi movementruch
176
502413
1894
prowadząca do świadomego
ruchu kończyną
08:36
after an experimentaleksperymentalny lesionzmiany chorobowe of the spinalrdzeniowy cordsznur
177
504307
2454
po eksperymentalnym uszkodzeniu rdzenia,
08:38
leadingprowadzący to completekompletny and permanentstały paralysisparaliż.
178
506761
3461
który doprowadził do całkowitego
i trwałego paraliżu.
08:42
In factfakt --
179
510222
1987
W zasadzie ...
(Brawa)
08:44
(ApplauseAplauz)
180
512209
1720
08:45
Thank you.
181
513929
4379
Dziękuję.
08:50
In factfakt, not only could the ratszczur initiatezainicjować
182
518308
3094
Szczur nie tylko mógł inicjować
08:53
and sustainponieść locomotionporuszanie się on the groundziemia,
183
521402
2677
i kontynuować ruch na podłożu,
lecz mógł korygować ruch kończyny,
08:56
they could even adjustdostosować legnogi movementruch,
184
524079
2281
08:58
for exampleprzykład, to resistopierać się gravitypowaga
185
526360
2356
np. by oprzeć się grawitacji
09:00
in orderzamówienie to climbwspinać się a staircaseklatka schodowa.
186
528716
2624
wchodząc po schodach.
09:03
I can promiseobietnica you this was
187
531340
1950
To była niezwykle
09:05
suchtaki an emotionalemocjonalny momentza chwilę in my laboratorylaboratorium.
188
533290
3109
emocjonująca chwila w laboratorium.
09:08
It tookwziął us 10 yearslat of hardciężko work
189
536399
2743
10 lat ciężkiej pracy
09:11
to reachdosięgnąć this goalcel.
190
539142
2451
doprowadziło nas do celu.
09:13
But the remainingpozostały questionpytanie was, how?
191
541593
2551
Pozostaje pytanie: jak?
09:16
I mean, how is it possiblemożliwy?
192
544144
1692
Jak to możliwe?
09:17
And here, what we founduznany
193
545836
1678
Nasze odkrycie
09:19
was completelycałkowicie unexpectedniespodziewany.
194
547514
3676
było całkowicie niespodziewane.
09:23
This novelpowieść trainingtrening paradigmparadygmat
195
551190
4158
Nowatorski wzorzec treningu
09:27
encouragedzachęcać the brainmózg to createStwórz newNowy connectionsznajomości,
196
555348
3671
pobudził mózg do tworzenia
nowych połączeń,
09:31
some relayPrzekaźnik circuitsobwody
197
559019
2902
obwodów przekaźnikowych,
09:33
that relayPrzekaźnik informationInformacja from the brainmózg
198
561921
3048
które przekazują informację z mózgu,
09:36
pastprzeszłość the injuryzranienie and restoreprzywracać corticalkory controlkontrola
199
564969
3156
omijając uszkodzenie,
i odtwarzają kontrolę rdzenia
nad układem ruchu
09:40
over the locomotornarządu ruchu networkssieci belowponiżej the injuryzranienie.
200
568125
3441
poniżej urazu.
09:43
And here, you can see one suchtaki exampleprzykład,
201
571566
2922
Na tym przykładzie oznaczyliśmy
09:46
where we labeletykieta the fiberswłókna comingprzyjście from the brainmózg in redczerwony.
202
574488
3363
biegnące z mózgu włókna na czerwono.
09:49
This blueniebieski neuronneuron is connectedpołączony with the locomotornarządu ruchu centercentrum,
203
577851
3420
Niebieski neuron łączy się
z centrum ruchowym.
09:53
and what this constellationkonstelacji
204
581271
2363
Ta konstelacja
09:55
of synapticSynapsa contactsłączność meansznaczy
205
583634
2351
połączeń synaptycznych oznacza,
09:57
is that the brainmózg is reconnectedponowne łączenie with the locomotornarządu ruchu centercentrum
206
585985
3799
że mózg odtworzył połączenie
z centrum ruchowym,
10:01
with only one relayPrzekaźnik neuronneuron.
207
589784
3998
korzystając z zaledwie
jednego interneuronu.
10:05
But the remodelingprzebudowy was not restrictedograniczony
208
593782
1931
Odtwarzanie nie ograniczyło się
10:07
to the lesionzmiany chorobowe areapowierzchnia.
209
595713
1087
do uszkodzonego miejsca.
10:08
It occurredwystąpił throughoutpoprzez the centralcentralny nervousnerwowy systemsystem,
210
596800
3289
Zaszło w całym
centralnym systemie nerwowym,
10:12
includingwłącznie z in the brainmózg stemtrzon,
211
600089
2318
łącznie z pniem mózgu,
10:14
where we observedzauważony up to 300-percent-procent increasezwiększać
212
602407
3262
gdzie zaobserwowaliśmy 300% wzrost
10:17
in the densitygęstość of fiberswłókna comingprzyjście from the brainmózg.
213
605669
3759
gęstości włókien wychodzących z mózgu.
10:21
We did not aimcel to repairnaprawa the spinalrdzeniowy cordsznur,
214
609428
3527
Nie zamierzaliśmy naprawić
rdzenia kręgowego,
10:24
yetjeszcze we were ablezdolny to promotepromować
215
612955
2597
jednak udało nam się doprowadzić
10:27
one of the more extensiverozległe remodelingprzebudowy
216
615552
2157
do najbardziej złożonej
rekonstrukcji aksonów,
10:29
of axonalaksonów projectionsprognozy ever observedzauważony
217
617709
2469
jaką dotąd zaobserwowano
10:32
in the centralcentralny nervousnerwowy systemsystem of adultdorosły mammalssak
218
620178
2261
w centralnym systemie nerwowym
10:34
after an injuryzranienie.
219
622439
2545
dorosłego ssaka po urazie.
10:36
And there is a very importantważny messagewiadomość
220
624984
5069
Za tym odkryciem
10:42
hiddenukryty behindza this discoveryodkrycie.
221
630053
4443
kryje się ważna informacja.
10:46
They are the resultwynik of a youngmłody teamzespół
222
634496
3222
Są to rezultaty pracy zespołu
10:49
of very talentedutalentowany people:
223
637718
2392
młodych, utalentowanych ludzi:
10:52
physicalfizyczny therapistsTerapeuci, neurobiologistsNeurobiolodzy, neurosurgeonsneurochirurdzy,
224
640110
4458
fizykoterapeutów, neurobiologów,
neurochirurgów,
10:56
engineersinżynierowie of all kindsrodzaje,
225
644568
2199
wszelkich inżynierów,
10:58
who have achievedosiągnięty togetherRazem
226
646767
1791
którzy wspólnie osiągnęli to,
11:00
what would have been impossibleniemożliwy by singlepojedynczy individualsosoby prywatne.
227
648558
3643
co dla pojedynczej osoby
byłoby niemożliwe.
11:04
This is trulynaprawdę a trans-disciplinaryinterdyscyplinarnych teamzespół.
228
652201
3083
To zespół interdyscyplinarny.
11:07
They are workingpracujący so closeblisko to eachkażdy other
229
655284
2188
Współpracowali tak blisko,
11:09
that there is horizontalpoziomy transfertransfer of DNADNA.
230
657472
3191
że nastąpiła pozioma wymiana DNA.
11:12
We are creatingtworzenie the nextNastępny generationgeneracja
231
660663
1623
Tworzymy nowe pokolenie
11:14
of M.D.'s„s and engineersinżynierowie
232
662286
2241
lekarzy i inżynierów,
11:16
capablezdolny of translatingtłumaczenia discoveriesodkrycia all the way
233
664527
2444
zdolnych przenosić odkrycia
11:18
from benchławka to bedsidestolik nocny.
234
666971
2672
z laboratorium do pacjenta.
11:21
And me?
235
669643
2006
A ja?
11:23
I am only the maestroMaestro who orchestratedzaaranżowana this beautifulpiękny symphonySymfonia.
236
671649
4547
Zaledwie złożyłem elementy
tej pięknej symfonii.
11:28
Now, I am sure you are all wonderingpełen zdumienia, aren'tnie są you,
237
676196
6803
Zastanawiacie się zapewne,
11:34
will this help injuredranny people?
238
682999
3764
czy to pomoże kalekim ludziom?
11:38
Me too, everykażdy day.
239
686763
3892
Ja też, każdego dnia.
11:42
The truthprawda is that we don't know enoughdość yetjeszcze.
240
690655
3413
Wciąż za mało wiemy.
11:46
This is certainlyna pewno not a curelekarstwo for spinalrdzeniowy cordsznur injuryzranienie,
241
694068
4224
To nie jest lek na urazy
rdzenia kręgowego,
11:50
but I beginzaczynać to believe that this maymoże leadprowadzić
242
698292
2734
ale chyba może doprowadzić
11:53
to an interventioninterwencja to improveulepszać recoveryodzyskiwanie
243
701026
2567
do interwencji, która poprawi leczenie
11:55
and people'sludzie qualityjakość of life.
244
703593
3187
i jakość ludzkiego życia.
11:58
I would like you all
245
706780
2489
Chciałbym, żebyście wszyscy
12:01
to take a momentza chwilę and dreamśnić with me.
246
709269
3627
pomarzyli przez chwilę ze mną.
12:04
ImagineWyobraź sobie a personosoba just sufferedcierpiał a spinalrdzeniowy cordsznur injuryzranienie.
247
712896
5895
Wyobraźcie sobie osobę
cierpiącą na uraz rdzenia.
12:10
After a fewkilka weekstygodnie of recoveryodzyskiwanie,
248
718791
3155
Po kilku tygodniach leczenia
12:13
we will implantimplant a programmableprogramowalny pumppompa
249
721946
2360
wszczepiamy zaprogramowaną pompkę,
12:16
to deliverdostarczyć a personalizedspersonalizowane pharmacologicalfarmakologiczny cocktailkoktajl
250
724306
3033
by dostarczyć koktajlu
zindywidualizowanych leków
12:19
directlybezpośrednio to the spinalrdzeniowy cordsznur.
251
727339
2442
wprost do rdzenia kręgowego.
12:21
At the samepodobnie time, we will implantimplant an electrodeelektroda arrayszyk,
252
729781
3263
Jednocześnie wszczepimy układ elektrod,
12:25
a sortsortować of seconddruga skinskóra
253
733044
2107
rodzaj drugiej skóry,
12:27
coveringkrycia the areapowierzchnia of the spinalrdzeniowy cordsznur controllingkontrolowanie legnogi movementruch,
254
735151
3560
pokrywającej obszar rdzenia,
do kontroli ruchy kończyny.
12:30
and this arrayszyk is attachedprzywiązany to an electricalelektryczny pulsepuls generatorGenerator
255
738711
3266
Elektrody podłączy się
do generatora impulsów elektrycznych,
12:33
that deliversdostarcza stimulationsstymulacja that are tailoreddostosowane
256
741977
2462
które dostarczą stymulacji
12:36
to the person'sosoby needswymagania.
257
744439
2186
odpowiedniej dla osobistych potrzeb.
12:38
This definesdefiniuje a personalizedspersonalizowane electrochemicalelektrochemiczne neuroprosthesisneuroprosthesis
258
746625
4858
Oto opis zindywidualizowanej
neuroprotezy elektrochemicznej,
12:43
that will enablewłączyć locomotionporuszanie się
259
751483
2751
która umożliwi poruszanie
12:46
duringpodczas trainingtrening with a newlynowo designedzaprojektowany supportingwspieranie systemsystem.
260
754234
4047
podczas treningu z nowo zaprojektowanym
systemem wspierającym.
12:50
And my hopenadzieja is that after severalkilka monthsmiesiące of trainingtrening,
261
758281
3283
Mam nadzieję,
że po kilku miesiącach treningu,
12:53
there maymoże be enoughdość remodelingprzebudowy of residualpozostały connectionpołączenie
262
761564
2163
nastąpi wystarczające odtworzenie
szczątkowego połączenia,
12:55
to allowdopuszczać locomotionporuszanie się withoutbez the robotrobot,
263
763727
3669
żeby móc poruszać się bez robota,
12:59
maybe even withoutbez pharmacologyFarmakologia or stimulationstymulacja.
264
767396
3778
a może nawet bez leków i stymulacji.
13:03
My hopenadzieja here is to be ablezdolny to createStwórz
265
771174
2534
Mam nadzieję, że zdołamy stworzyć
13:05
the personalizedspersonalizowane conditionstan
266
773708
2265
zindywidualizowane warunki,
13:07
to boostBoost the plasticityplastyczność of the brainmózg
267
775973
2663
by pobudzić plastyczność mózgu
13:10
and the spinalrdzeniowy cordsznur.
268
778636
1531
i rdzenia kręgowego.
13:12
And this is a radicallyradykalnie newNowy conceptpojęcie
269
780167
2739
Może uda się zastosować
13:14
that maymoże applyzastosować to other neurologicalneurologiczny disorderszaburzenia,
270
782906
3293
tę radykalną koncepcję
do innych zaburzeń neurologicznych,
13:18
what I termedokreślany jako "personalizedspersonalizowane neuroprostheticsneuroprotetyce,"
271
786199
4538
co nazywam
"zindywidualizowaną neuroprotetyką",
13:22
where by sensingwyczuwając and stimulatingstymulowanie neuralnerwowy interfacesinterfejsy,
272
790737
3024
gdzie dzięki odczuwaniu i stymulacji
interfejsów nerwowych,
13:25
I implantedwszczepiony throughoutpoprzez the nervousnerwowy systemsystem,
273
793761
3714
wszczepiłem implant do systemu nerwowego,
13:29
in the brainmózg, in the spinalrdzeniowy cordsznur,
274
797475
3341
do mózgu, do rdzenia,
13:32
even in peripheralperyferyjny nervesnerwowość,
275
800816
2756
nawet do nerwów obwodowych
13:35
basedna podstawie on patient-specificspecyficzne dla pacjenta impairmentsodpisy aktualizacyjne.
276
803572
3167
zależnie od upośledzenia pacjenta.
13:38
But not to replacezastąpić the lostStracony functionfunkcjonować, no --
277
806739
4608
Nie dla zastąpienia utraconej funkcji,
13:43
to help the brainmózg help itselfsamo.
278
811347
3191
lecz by pomóc mózgowi
w samodzielnej naprawie.
13:46
And I hopenadzieja this enticedzachęta your imaginationwyobraźnia,
279
814538
2640
Mam nadzieję,
że pobudziłem waszą wyobraźnię,
13:49
because I can promiseobietnica to you
280
817178
1896
bo jestem przekonany,
13:51
this is not a mattermateria of whetherczy this revolutionrewolucja will occurpojawić się,
281
819074
3243
że ta rewolucja się zdarzy,
13:54
but when.
282
822317
1792
pytanie tylko kiedy.
13:56
And rememberZapamiętaj, we are only as great
283
824109
2233
Pamiętajcie, że jesteśmy tak wielcy
13:58
as our imaginationwyobraźnia, as bigduży as our dreamśnić.
284
826357
3585
jak nasza wyobraźnia i marzenia.
14:01
Thank you.
285
829942
1992
Dziękuję.
14:03
(ApplauseAplauz)
286
831934
4000
(Brawa)
Translated by Małgosia Makowska
Reviewed by Rysia Wand

▲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