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

Gregor Kortin (Grégoire Courtine): Paralizovani pacov koji je prohodao

Filmed:
989,937 views

Oštećenje kičmene moždine može prekinuti komunikaciju između vašeg mozga i tela, dovodeći do paralize. Sveže iz njegove laboratorije, Gregor Kortin predstavlja novi metod - kombinovanje lekova, električne stimulacije i robota. Ovaj metod bi mogao da probudi nervne puteve i pomogne telu da iznova nauči da se samostalno kreće. Pogledajte kako on funkcioniše, dok paralisani pacov dobija mogućnost da trči i prelazi stepenike.
- 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
Ja sam neurolog
00:14
with a mixedпомешан backgroundбацкгроунд in physicsфизика and medicineмедицина.
1
2071
3811
sa mešanim obrazovanjem
iz fizike i medicine.
Moja laboratorija na Švajcarskom
federalnom institutu tehnologije
00:17
My labлаб at the SwissŠvajcarska FederalFederalni InstituteInstitut of TechnologyTehnologija
2
5882
5041
fokusirana je
na oštećenja kičmene moždine,
00:22
focusesфокусира on spinalспинална cordкабл injuryповреда,
3
10923
3190
koja pogađaju više od 50 000 ljudi
00:26
whichкоја affectsутиче на more than 50,000 people
4
14113
2731
širom sveta svake godine,
00:28
around the worldсвет everyсваки yearгодине,
5
16844
2690
00:31
with dramaticдраматично consequencesпоследице for affectedутицало, дјеловало individualsпојединци,
6
19534
3606
sa dramatičnim posledicama
na pogođene pojedince,
00:35
whoseчије life literallyбуквално shattersremeti
7
23140
2233
čiji se životi bukvalno ruše
00:37
in a matterматерија of a handfulMuka of secondsсекунде.
8
25373
3235
u roku od svega nekoliko sekundi.
A za mene, Čelični čovek,
00:40
And for me, the Man of SteelČelik,
9
28608
3058
00:43
ChristopherChristopher ReeveReeve,
10
31666
2204
Kristofer Riv,
00:45
has bestнајбоље raisedОдгојен the awarenessсвесност
11
33870
2090
najbolje je podigao svest
00:47
on the distressстрес of spinalспинална cordкабл injuredповређено people.
12
35960
2915
o neprijatnostima ljudi
sa povredom kičmene moždine.
A ovako sam započeo
svoje sopstveno lično putovanje
00:50
And this is how I startedпочела my ownвластити personalлични journeyпутовање
13
38875
3139
u ovom polju istraživanja,
00:54
in this fieldпоље of researchистраживање,
14
42014
1499
00:55
workingрад with the ChristopherChristopher and DanaDejna ReeveReeve FoundationFondacija.
15
43513
3437
radeći sa Fondacijom
Kristofera i Dane Riv.
Još uvek se sećam ovog presudnog trenutka.
00:58
I still rememberзапамтити this decisiveodlučujuća momentтренутак.
16
46950
4596
Bio je to samo kraj
uobičajenog dana na poslu sa fondacijom.
01:03
It was just at the endкрај of a regularредовно day of work
17
51546
1951
01:05
with the foundationтемељ.
18
53497
1543
Kris se obratio nama,
naučnicima i ekspertima:
01:07
ChrisKris addressedадресирано us, the scientistsнаучници and expertsстручњаци,
19
55040
4652
01:11
"You have to be more pragmaticpragmatični.
20
59692
3593
"Morate biti pragmatičniji.
Kada budete napuštali
svoju laboratoriju sutra,
01:15
When leavingодлазак your laboratoryлабораторија tomorrowсутра,
21
63285
2352
želim da svratite
do rehabilitacionog centra
01:17
I want you to stop by the rehabilitationrehabilitacija centerцентар
22
65637
2904
da posmatrate povređene ljude
01:20
to watch injuredповређено people
23
68541
1609
01:22
fightingборбе to take a stepкорак,
24
70150
2025
kako se bore da zakorače,
01:24
strugglingБорити се to maintainуспоставити theirњихова trunkтрунк.
25
72175
2641
naprežući se da podrže svoj trup.
A kada odete kući,
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
01:28
think of what you are going to changeпромена in your researchистраживање
27
76229
2410
mislite o onome što ćete
promeniti u svojem istraživanju
01:30
on the followingследећи day to make theirњихова livesживи better."
28
78639
3568
narednog dana kako biste
učinili njihove živote boljim."
Ove reči prilepile su se za mene.
01:34
These wordsречи, they stuckзаглавити with me.
29
82207
4053
01:38
This was more than 10 yearsгодине agoпре,
30
86260
2391
Ovo je bilo pre više od 10 godina,
ali od tada, moja laboratorija je sledila
01:40
but ever sinceОд, my laboratoryлабораторија has followedзатим
31
88651
2767
01:43
the pragmaticpragmatični approachприступ to recoveryza oporavak
32
91418
1963
pragmatični pristup ozdravljenju
01:45
after spinalспинална cordкабл injuryповреда.
33
93381
2411
nakon povrede kičmene moždine.
I moj prvi korak u ovom pravcu
01:47
And my first stepкорак in this directionправац
34
95792
2041
bio je razviti novi model
oštećenja kičmene moždine
01:49
was to developразвити a newново modelмодел of spinalспинална cordкабл injuryповреда
35
97833
3289
koji će približnije oponašati neke
od ključnih svojstava ljudske povrede
01:53
that would more closelyблиско mimicмимик some of the keyкључ featuresКарактеристике of humanљудско injuryповреда
36
101122
3647
dok će istovremeno pružati
dobro kontrolisane eksperimentalne uslove.
01:56
while offeringнуде well-controlledDobro kontrolisan experimentalекспериментално conditionsуслови.
37
104769
3372
02:00
And for this purposeсврха, we placedпостављени two hemisectionshemisections
38
108141
2567
I u ovu svrhu,
postavili smo dve hemisekcije
02:02
on oppositeсупротно sidesстране of the bodyтело.
39
110708
1415
na različitim stranama tela.
02:04
They completelyу потпуности interruptпрекидати the communicationкомуникација
40
112123
2145
One su potpuno prekinule komunikaciju
02:06
betweenизмеђу the brainмозак and the spinalспинална cordкабл,
41
114268
2582
između mozga i kičmene moždine,
time dovevši do potpune
i trajne paralize noge.
02:08
thusтако leadingводећи to completeкомплетан and permanentстални paralysisparaliza
42
116850
2710
02:11
of the legnoga.
43
119560
1767
02:13
But, as observedпримећено, after mostнајвише injuriesповреде in humansљуди,
44
121327
3891
Ali, kako je primećeno,
nakon većine povreda kod ljudi,
postoji intervenišući međuprostor
netaknutog nervnog tkiva
02:17
there is this interveninginterveniše gapјаз of intactnetaknuta neuralнеурал tissueткиво
45
125218
2950
02:20
throughкроз whichкоја recoveryza oporavak can occurпојавити.
46
128168
2703
preko kojeg se može dogoditi oporavak.
02:22
But how to make it happenдесити се?
47
130871
3041
Ali kako učiniti da se to dogodi?
Pa, klasični pristup
02:25
Well, the classicalklasične approachприступ
48
133912
3361
se sastoji u primeni intervencija
02:29
consistsсе састоји of applyingприменом interventionинтервенције
49
137273
2636
koje bi podstakle rast prekinutih vlakana
02:31
that would promoteпромовисати the growthраст of the severedotkinuta fiberвлакно
50
139909
2910
02:34
to the originalоригинал targetциљ.
51
142819
2108
ka prvobitnom cilju.
I mada je ovo zasigurno
ostalo ključno za ozdravljenje,
02:36
And while this certainlyсигурно remainedостао the keyкључ for a cureлек,
52
144927
3751
meni se to činilo
kao izuzetno komplikovano.
02:40
this seemedизгледало је extraordinarilyизванредно complicatedкомпликован to me.
53
148678
3515
Da bismo brzo postigli kliničku primenu,
02:44
To reachдостигнути clinicalклинички fruitionфруитион rapidlyбрзо,
54
152193
2725
02:46
it was obviousочигледан:
55
154918
1560
bilo je očigledno:
02:48
I had to think about the problemпроблем differentlyдругачије.
56
156478
3920
morao sam da razmišljam
drugačije o problemu.
Ispostavilo se da je
više od 100 godina istraživanja
02:52
It turnedокренуо се out that more than 100 yearsгодине of researchистраживање
57
160398
3108
02:55
on spinalспинална cordкабл physiologyфизиологија,
58
163506
1641
fiziologije kičmene moždine,
02:57
startingпочевши with the NobelNobelovu nagradu PrizeNagrada SherringtonSherrington,
59
165147
2325
počevši od Nobelovca Šeringtona,
pokazalo da
02:59
had shownпоказано that
60
167472
1807
kičmena moždina, ispod većine oštećenja,
03:01
the spinalспинална cordкабл, belowдоле mostнајвише injuriesповреде,
61
169279
2235
sadrži sve neophodne
i dovoljne mreže neurona
03:03
containedсадржано all the necessaryнеопходно and sufficientdovoljne neuralнеурал networksмреже
62
171514
3253
03:06
to coordinateKoordinirajte locomotionsubstitucija,
63
174767
2320
da bi koordinisala kretanje,
ali pošto su ulazni podaci
iz mozga prekinuti,
03:09
but because inputулазни from the brainмозак is interruptedprekinut,
64
177087
2959
oni su u nefunkcionišućem stanju,
kao vrsta uspavanosti.
03:12
they are in a nonfunctionalvan kontrole stateдржава, like kindкинд of dormantNeaktivni.
65
180046
3168
Moja ideja: probudimo ovu mrežu.
03:15
My ideaидеја: We awakenProbudi se this networkмрежа.
66
183214
4332
U to vreme, bio sam
postdoktorant u Los Anđelesu,
03:19
And at the time, I was a post-doctoralPost-doktorskim fellowколега in LosLos AngelesAngelesu,
67
187546
4287
nakon što sam završio
svoje doktorske studije u Francuskoj,
03:23
after completingDovršavanje my PhPH.D. in FranceFrancuska,
68
191833
2566
03:26
where independentнезависно thinkingразмишљање
69
194399
1909
gde samostalno razmišljanje
03:28
is not necessarilyнужно promotedпромовисана.
70
196308
3107
nije nužno podsticano.
(Smeh)
03:31
(LaughterSmeh)
71
199415
1827
03:33
I was afraidуплашен to talk to my newново bossшеф,
72
201242
3753
Plašio sam se da pričam
sa svojim novim šefom,
03:36
but decidedодлучио to musterzbor je up my courageхраброст.
73
204995
2393
ali sam rešio da prikupim hrabrost.
03:39
I knockedударила at the doorврата of my wonderfulДивно advisorsavjetnik,
74
207388
2657
Pokucao sam na vrata mog divnog savetnika,
Redžija Edgertona,
kako bih podelio svoju novu ideju.
03:42
ReggieReggie EdgertonEdgerton, to shareОбјави my newново ideaидеја.
75
210045
3991
Slušao me je pažljivo,
03:46
He listenedслушао to me carefullyпажљиво,
76
214036
2250
03:48
and respondedодговорио with a grinproza.
77
216286
2941
i odgovorio sa smeškom.
"Zašto ne pokušaš?"
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
03:53
And I promiseобећање to you,
79
221270
2125
I kunem vam se,
03:55
this was suchтаква an importantважно momentтренутак in my careerкаријера,
80
223395
3355
ovo je bio tako značajan momenat
u mojoj karijeri,
03:58
when I realizedреализован that the great leaderлидер
81
226750
2435
kada sam shvatio da je veliki vođa
04:01
believedверовали in youngмлади people and newново ideasидеје.
82
229185
2993
verovao u mlade ljude i nove ideje.
04:04
And this was the ideaидеја:
83
232178
1608
A ovo je bila ideja:
04:05
I'm going to use a simplisticpojednostavljeno metaphorметафора
84
233786
2666
koristiću pojednostavljenu metaforu
da bih vam objasnio
ovaj komplikovani koncept.
04:08
to explainобјасни to you this complicatedкомпликован conceptконцепт.
85
236452
2126
04:10
ImagineZamislite that the locomotorlokomotor systemсистем is a carауто.
86
238578
4766
Zamislite da je sistem
za kretanje automobil.
04:15
The engineмотор is the spinalспинална cordкабл.
87
243344
2246
Motor je kičmena moždina.
04:17
The transmissionпренос is interruptedprekinut. The engineмотор is turnedокренуо се off.
88
245590
3258
Prenos je prekinut. Motor je isključen.
Kako bismo mogli da reaktiviramo motor?
04:20
How could we re-engageРе ангажовати the engineмотор?
89
248848
3007
Prvo, moramo obezbediti gorivo,
04:23
First, we have to provideпружити the fuelгориво;
90
251855
3142
drugo, pritisnuti pedalu za gas,
04:26
secondдруго, pressпритисните the acceleratorakcelerator pedalpedala;
91
254997
2343
04:29
thirdтрећи, steerkormilariti the carауто.
92
257340
1938
treće, upravljati autom.
04:31
It turnedокренуо се out that there are knownпознат neuralнеурал pathwaysпутеви
93
259278
1762
Ispostavilo se da postoje
poznati nervni putevi
04:33
comingдолазе from the brainмозак that playигра this very functionфункција
94
261040
2954
koji dolaze iz mozga
i igraju baš ovu funkciju
za vreme kretanja.
04:35
duringу току locomotionsubstitucija.
95
263994
1382
Moja ideja - zameniti ove
nedostajuće ulazne informacije
04:37
My ideaидеја: ReplaceZameni this missingнедостаје inputулазни
96
265376
2715
04:40
to provideпружити the spinalспинална cordкабл
97
268091
1402
da bismo kičmenoj moždini pružili
04:41
with the kindкинд of interventionинтервенције
98
269493
1396
onu vrstu intervencije
04:42
that the brainмозак would deliverиспоручи naturallyприродно in orderнаручи to walkходати.
99
270889
4730
koju bi mozak prirodno izveo
u cilju hodanja.
Radi ovoga, upotrebio sam 20 godina
ranijih istraživanja u neurologiji,
04:47
For this, I leveragedлеверагед 20 yearsгодине of pastпрошлост researchистраживање in neuroscienceнеуронаука,
100
275619
4439
najpre da bih zamenio nedostajuće gorivo
04:52
first to replaceзаменити the missingнедостаје fuelгориво
101
280058
2764
04:54
with pharmacologicalфармаколошки agentsагенти
102
282822
2068
farmakološkim supstancama
04:56
that preparePripremite se the neuronsнеурона in the spinalспинална cordкабл to fireватра,
103
284890
3480
koje pripremaju neurone
u kičmenoj moždini da se upale,
a zatim, da bih podražavao pedalu za gas
05:00
and secondдруго, to mimicмимик the acceleratorakcelerator pedalpedala
104
288370
4055
električnom stimulacijom.
05:04
with electricalелектрични stimulationстимулација.
105
292425
1480
05:05
So here imagineзамислити an electrodeелектрода
106
293905
2169
Dakle ovde zamislite elektrodu
05:08
implantedимплантиран on the back of the spinalспинална cordкабл
107
296074
2406
ugrađenu na zadnjem delu kičmene moždine
radi dobijanja bezbolne stimulacije.
05:10
to deliverиспоручи painlessbezbolno stimulationстимулација.
108
298480
2262
05:12
It tookузела manyмноги yearsгодине, but eventuallyконачно we developedразвијен
109
300742
2832
Bilo je potrebno mnogo godina,
ali najzad smo razvili
elektrohemijsku neuroprotezu
05:15
an electrochemicalelektrohemijski neuroprosthesisneuroprosthesis
110
303574
2557
koja je transformisala neuralnu mrežu
05:18
that transformedтрансформисано the neuralнеурал networkмрежа
111
306131
1766
05:19
in the spinalспинална cordкабл from dormantNeaktivni to a highlyвисоко functionalфункционалан stateдржава.
112
307897
5006
u kičmenoj moždini od uspavanog
do visoko funkcionalnog stanja.
05:24
ImmediatelyOdmah, the paralyzedпарализован ratпацов can standстој.
113
312903
6280
Istog trenutka, paralisani pacov
može da stoji.
Čim pokretna traka počne da se pomera,
05:31
As soonускоро as the treadmillopterecenja beltпојас startsпочиње movingкретање,
114
319183
2327
05:33
the animalживотиња showsпоказује coordinatedkoordinirali movementпокрет of the legnoga,
115
321510
3806
životinja pokazuje
koordinisane pokrete nogu,
ali bez mozga.
05:37
but withoutбез the brainмозак.
116
325316
1978
Evo kako ono što ja nazivam
"kičmenim mozgom"
05:39
Here what I call "the spinalспинална brainмозак"
117
327294
1990
05:41
cognitivelyкогнитивно processesпроцесима sensoryсензорна informationинформације
118
329284
3122
kognitivno procesuira senzorne informacije
koje nastaju iz noge u pokretu
05:44
arisingkoje su se pojavile from the movingкретање legnoga
119
332406
1895
05:46
and makesчини decisionsОдлуке as to how to activateAktiviranje the muscleмишић
120
334301
3695
i donosi odluke kao što je
kako aktivirati mišić
da bi se stajalo, hodalo, trčalo
05:49
in orderнаручи to standстој, to walkходати, to runтрцати,
121
337996
3390
i čak i ovde, za vreme brzog trčanja,
05:53
and even here, while sprintingpočeo je trčati,
122
341386
2112
05:55
instantlyодмах standстој
123
343498
2297
momentalno staje
05:57
if the treadmillopterecenja stopsзауставља movingкретање.
124
345795
2463
ako traka prestaje da se kreće.
Ovo je bilo neverovatno.
06:00
This was amazingНевероватно.
125
348258
1337
06:01
I was completelyу потпуности fascinatedфасциниран by this locomotionsubstitucija
126
349595
3387
Bio sam potpuno fasciniran kretanjem
06:04
withoutбез the brainмозак,
127
352982
2495
bez mozga,
06:07
but at the sameисти time so frustratedфрустриран.
128
355477
3655
ali istovremeno i toliko frustriran.
06:11
This locomotionsubstitucija was completelyу потпуности involuntaryнеобавезно.
129
359132
2393
Ovo kretanje je bilo potpuno nevoljno.
06:13
The animalживотиња had virtuallyпрактично no controlконтрола over the legsноге.
130
361525
3365
Životinja praktično nije imala
kontrolu nad svojim nogama.
Očigledno, sistem za upravljanje
je nedostajao.
06:16
ClearlyJasno, the steeringуправљање systemсистем was missingнедостаје.
131
364890
4120
I tada mi je postalo očigledno
06:21
And it then becameпостао obviousочигледан from me
132
369010
1892
06:22
that we had to moveпотез away
133
370902
1348
da moramo da se udaljimo
06:24
from the classicalklasične rehabilitationrehabilitacija paradigmпарадигма,
134
372250
3372
od klasične rehabilitacione paradigme,
koračanja na pokretnoj traci,
06:27
steppingkorak po korak on a treadmillopterecenja,
135
375622
1722
i razviti uslove koji će podstaći
06:29
and developразвити conditionsуслови that would encourageохрабрити
136
377344
3220
mozak da započne
voljnu kontrolu nad nogama.
06:32
the brainмозак to beginзапочети voluntaryдобровољно controlконтрола over the legnoga.
137
380564
5233
Sa ovim na umu, razvili smo potpuno novi
06:37
With this in mindум, we developedразвијен a completelyу потпуности newново
138
385797
3385
robotički sistem radi podupiranja pacova
06:41
roboticроботски systemсистем to supportподршка the ratпацов
139
389182
3230
06:44
in any directionправац of spaceпростор.
140
392412
2526
u bilo kom pravcu u prostoru.
06:46
ImagineZamislite, this is really coolхладан.
141
394938
2175
Zamislite, ovo je stvarno kul.
06:49
So imagineзамислити the little 200-gram-gram ratпацов
142
397113
3831
Dakle zamislite malog pacova od 200 grama
privezanog za ekstremitet
ovog robota od 200 kila,
06:52
attachedу прилогу at the extremityекстремитет of this 200-kilo-kilogram robotробот,
143
400944
3701
ali pacov nije svestan robota.
06:56
but the ratпацов does not feel the robotробот.
144
404645
2572
06:59
The robotробот is transparentтранспарентно,
145
407217
2072
Robot je transparentan,
isto kao kada biste pridržavali malo dete
07:01
just like you would holdдржати a youngмлади childдете
146
409289
2362
07:03
duringу току the first insecurenesigurna stepsкораци.
147
411651
2364
za vreme prvih nesigurnih koraka.
07:06
Let me summarizeрезимирати: The ratпацов receivedпримљен
148
414015
3554
Hajde da rezimiram: pacov je zadobio
paralizujuću leziju kičmene moždine.
07:09
a paralyzingparaliљuжi lesionlezija of the spinalспинална cordкабл.
149
417569
2445
Elektrohemijska neuroproteza je omogućila
07:12
The electrochemicalelektrohemijski neuroprosthesisneuroprosthesis enabledомогућено
150
420014
2590
visoko funkcionalno stanje
mreža za kretanje u kičmi.
07:14
a highlyвисоко functionalфункционалан stateдржава of the spinalспинална locomotorlokomotor networksмреже.
151
422604
4207
Robot je obezbedio bezbednu sredinu
07:18
The robotробот providedобезбеђени the safeсигурно environmentЖивотна средина
152
426811
3766
kako bi omogućio pacovu da pokuša bilo šta
07:22
to allowдозволите the ratпацов to attemptпокушај anything
153
430577
1963
da bi aktivirao paralizovane noge.
07:24
to engageангажовати the paralyzedпарализован legsноге.
154
432540
2682
A što se tiče motivacije, koristili smo
nešto za šta ja smatram
07:27
And for motivationмотивација, we used what I think
155
435222
2825
da je najsnažnija
farmakologija u Švajcarskoj:
07:30
is the mostнајвише powerfulмоћан pharmacologyfarmakologija of SwitzerlandŠvajcarska:
156
438047
3834
fina švajcarska čokolada.
07:33
fine SwissŠvajcarska chocolateчоколада.
157
441881
2307
(Smeh)
07:36
(LaughterSmeh)
158
444188
2922
07:39
ActuallyU stvari, the first resultsрезултате were very, very,
159
447110
4563
Zapravo, prvi rezultati
su bili veoma, veoma,
veoma razočaravajući.
07:43
very disappointingrazočaravajuće.
160
451673
2635
Evo mog najboljeg fizikalnog terapeuta
07:46
Here is my bestнајбоље physicalфизички therapistterapeut
161
454308
3302
koji postiže potpuni neuspeh
u podsticanju pacova
07:56
completelyу потпуности failingнеуспех to encourageохрабрити the ratпацов
162
464794
2590
07:59
to take a singleједно stepкорак,
163
467384
2061
da pruži jedan korak,
dok je isti pacov, pet minuta ranije,
08:01
whereasдок the sameисти ratпацов, fiveпет minutesминута earlierраније,
164
469445
2846
08:04
walkedходао beautifullyлијепо on the treadmillopterecenja.
165
472291
2306
lepo hodao na pokretnoj traci.
08:06
We were so frustratedфрустриран.
166
474597
2157
Bili smo tako frustrirani.
08:08
But you know, one of the mostнајвише essentialесенцијално qualitiesквалитете
167
476754
2899
Ali znate,
jedan od najosnovnijih kvaliteta
naučnika je istrajnost.
08:11
of a scientistнаучник is perseveranceистрајност.
168
479653
2476
Insistirali smo.
Preradili smo našu paradigmu,
08:14
We insistedинсистирао. We refinedпрефињен our paradigmпарадигма,
169
482129
3416
08:17
and after severalнеколико monthsмесеци of trainingобука,
170
485545
2263
i nakon nekoliko meseci treniranja,
08:19
the otherwiseиначе paralyzedпарализован ratпацов could standстој,
171
487808
3806
inače paralisani pacov mogao je da stoji,
i kada god bi to odlučio,
08:23
and wheneverбило кад she decidedодлучио,
172
491614
1812
08:25
initiatedиницирао fullпуна weight-bearingTežina-pravac locomotionsubstitucija
173
493426
2332
inicirao bi kretanje celom težinom tela
08:27
to sprintспринт towardsка the rewardsnagrade.
174
495758
3250
kako bi pojurio prema nagradi.
08:31
This is the first recoveryza oporavak ever observedпримећено
175
499008
3405
Ovo je prvi ikada opserviran oporavak
dobrovoljnog pokretanja nogu
08:34
of voluntaryдобровољно legnoga movementпокрет
176
502413
1894
08:36
after an experimentalекспериментално lesionlezija of the spinalспинална cordкабл
177
504307
2454
nakon eksperimentalne lezije
kičmene moždine
koja je dovela
do potpune i trajne paralize.
08:38
leadingводећи to completeкомплетан and permanentстални paralysisparaliza.
178
506761
3461
U stvari -
08:42
In factчињеница --
179
510222
1987
(Aplauz)
08:44
(ApplauseAplauz)
180
512209
1720
Hvala vam.
08:45
Thank you.
181
513929
4379
U stvari, ne samo da je
pacov mogao da inicira
08:50
In factчињеница, not only could the ratпацов initiateZapočnite
182
518308
3094
i održi kretanje na zemlji,
08:53
and sustainодржи locomotionsubstitucija on the groundземља,
183
521402
2677
mogao je čak i da prilagodi pokrete nogu,
08:56
they could even adjustприлагодите legnoga movementпокрет,
184
524079
2281
08:58
for exampleпример, to resistодолети gravityгравитацију
185
526360
2356
na primer, da bi pružio otpor gravitaciji
09:00
in orderнаручи to climbпопети се a staircaseстепениште.
186
528716
2624
kako bi se popeo uz stepenice.
09:03
I can promiseобећање you this was
187
531340
1950
Mogu vam se zakleti da je ovo bio
09:05
suchтаква an emotionalемоционално momentтренутак in my laboratoryлабораторија.
188
533290
3109
tako emotivan trenutak
u mojoj laboratoriji.
Bilo nam je potrebno 10 godina teškog rada
09:08
It tookузела us 10 yearsгодине of hardтешко work
189
536399
2743
da bismo postigli ovaj cilj.
09:11
to reachдостигнути this goalЦиљ.
190
539142
2451
Ali ostalo je pitanje, kako?
09:13
But the remainingпреостало questionпитање was, how?
191
541593
2551
09:16
I mean, how is it possibleмогуће?
192
544144
1692
Mislim, kako je to moguće?
09:17
And here, what we foundнашао
193
545836
1678
A evo, ono što smo otkrili
09:19
was completelyу потпуности unexpectedнеочекивано.
194
547514
3676
bilo je potpuno neočekivano.
Ova novouvedena paradigma treniranja
09:23
This novelРоман trainingобука paradigmпарадигма
195
551190
4158
podstakla je mozak da stvori nove veze,
09:27
encouragedohrabrio the brainмозак to createстворити newново connectionsвезе,
196
555348
3671
nekakva prenosna kola
09:31
some relayrelej circuitsкругови
197
559019
2902
09:33
that relayrelej informationинформације from the brainмозак
198
561921
3048
koja prenose informacije iz mozga
mimo povrede
i obnavljaju kortikalnu kontrolu
09:36
pastпрошлост the injuryповреда and restoreвратити corticalkortikalne controlконтрола
199
564969
3156
09:40
over the locomotorlokomotor networksмреже belowдоле the injuryповреда.
200
568125
3441
nad mrežama za kretanje ispod povrede.
A ovde, možete videti jedan takav primer,
09:43
And here, you can see one suchтаква exampleпример,
201
571566
2922
gde vlakna koja dolaze iz mozga
označavamo crvenom.
09:46
where we labelетикета the fibersвлакна comingдолазе from the brainмозак in redцрвена.
202
574488
3363
09:49
This blueПлави neuronнеурон is connectedповезан with the locomotorlokomotor centerцентар,
203
577851
3420
Ovaj plavi neuron je povezan
sa centrom za kretanje,
i ono što ova grupa
09:53
and what this constellationkonstelacija
204
581271
2363
09:55
of synapticSinoptiиka contactsконтакти meansзначи
205
583634
2351
sinaptičkih veza označava
je to da je mozak iznova
povezan sa centrom za kretanje
09:57
is that the brainмозак is reconnectedponovo spojili with the locomotorlokomotor centerцентар
206
585985
3799
10:01
with only one relayrelej neuronнеурон.
207
589784
3998
samo jednim prenosnim neuronom.
Ali preobražaj nije bio ograničen
10:05
But the remodelingzarastanje was not restrictedограничен
208
593782
1931
10:07
to the lesionlezija areaподручје.
209
595713
1087
na oblast lezije.
10:08
It occurredдошло throughoutтоком the centralцентрално nervousнервозан systemсистем,
210
596800
3289
Dogodio se kroz čitav
centralni nervni sistem,
uključujući moždano stablo,
10:12
includingукључујући in the brainмозак stemстабљика,
211
600089
2318
10:14
where we observedпримећено up to 300-percent-posto increaseповећати
212
602407
3262
gde smo uočili i do 300 procenata porasta
10:17
in the densityгустина of fibersвлакна comingдолазе from the brainмозак.
213
605669
3759
gustine vlakana koji dolaze iz mozga.
Nismo imali za cilj
da popravimo kičmenu moždinu,
10:21
We did not aimциљ to repairпоправка the spinalспинална cordкабл,
214
609428
3527
ali smo mogli da pokrenemo
10:24
yetјош увек we were ableу могуцности to promoteпромовисати
215
612955
2597
jedan od znatnijih preobražaja
10:27
one of the more extensiveobimno remodelingzarastanje
216
615552
2157
10:29
of axonalaksonski projectionsprojekcije ever observedпримећено
217
617709
2469
aksonskih projekcija ikada zapaženih
u centralnom nervnom sistemu
odraslog sisara
10:32
in the centralцентрално nervousнервозан systemсистем of adultодрасла особа mammalсисара
218
620178
2261
10:34
after an injuryповреда.
219
622439
2545
nakon oštećenja.
Postoji veoma značajna poruka
10:36
And there is a very importantважно messageпорука
220
624984
5069
koja se krije iza ovog otkrića.
10:42
hiddenсакривен behindиза this discoveryоткриће.
221
630053
4443
Ovo su rezultati mladog tima
10:46
They are the resultрезултат of a youngмлади teamтим
222
634496
3222
veoma talentovanih ljudi:
10:49
of very talentedталентован people:
223
637718
2392
fizikalnih teraputa,
neurobiologa, neurohirurga,
10:52
physicalфизички therapiststerapeuti, neurobiologistsneurobiologists, neurosurgeonsneurohirurzi,
224
640110
4458
inženjera svih vrsta,
10:56
engineersинжењери of all kindsврсте,
225
644568
2199
10:58
who have achievedпостићи togetherзаједно
226
646767
1791
koji su zajedno postigli
11:00
what would have been impossibleнемогуће by singleједно individualsпојединци.
227
648558
3643
ono što bi bilo nemoguće
da urade kao pojedinci.
Ovo je zaista transdisciplinarni tim.
11:04
This is trulyзаиста a trans-disciplinaryTrans-disciplinski teamтим.
228
652201
3083
Oni rade toliko prisno međusobno
11:07
They are workingрад so closeБлизу to eachсваки other
229
655284
2188
da postoji horizontalni transfer DNK.
11:09
that there is horizontalхоризонтално transferтрансфер of DNADNK.
230
657472
3191
Mi stvaramo sledeću generaciju
11:12
We are creatingстварање the nextследећи generationгенерације
231
660663
1623
doktora medicine i inženjera
11:14
of M.D.'s and engineersинжењери
232
662286
2241
koji su u stanju da prenesu otkrića skroz
11:16
capableспособан of translatingпревођење discoveriesоткрића all the way
233
664527
2444
11:18
from benchклупа to bedsidekreveta.
234
666971
2672
od laboratorije do bolničkog kreveta.
A ja?
11:21
And me?
235
669643
2006
Ja sam samo maestro koji je
orkestrirao ovu divnu simfoniju.
11:23
I am only the maestroMaestro who orchestratedorkestrirani this beautifulЛепа symphonysimfonija.
236
671649
4547
11:28
Now, I am sure you are all wonderingпитајући се, aren'tнису you,
237
676196
6803
A sad, siguran sam
da se svi pitate, zar ne,
11:34
will this help injuredповређено people?
238
682999
3764
da li će ovo pomoći povređenim ljudima?
11:38
Me too, everyсваки day.
239
686763
3892
I ja se pitam, svakoga dana.
Istina je da još uvek ne znamo dovoljno.
11:42
The truthистина is that we don't know enoughдовољно yetјош увек.
240
690655
3413
Ovo svakako nije lek
za povredu kičmene moždine,
11:46
This is certainlyсигурно not a cureлек for spinalспинална cordкабл injuryповреда,
241
694068
4224
11:50
but I beginзапочети to believe that this mayможе leadолово
242
698292
2734
ali počinjem da verujem da može dovesti
11:53
to an interventionинтервенције to improveпобољшати recoveryza oporavak
243
701026
2567
do intervencije za unapređivanje oporavka
i kvaliteta života ljudi.
11:55
and people'sљуди qualityквалитета of life.
244
703593
3187
Hteo bih da svi vi
11:58
I would like you all
245
706780
2489
12:01
to take a momentтренутак and dreamсан with me.
246
709269
3627
odvojite momenat i maštate sa mnom.
Zamislite osobu koja je upravo
pretrpela povredu kičmene moždine.
12:04
ImagineZamislite a personособа just sufferedпретрпео a spinalспинална cordкабл injuryповреда.
247
712896
5895
Nakon nekoliko nedelja oporavka,
12:10
After a fewнеколико weeksнедељама of recoveryza oporavak,
248
718791
3155
ugradićemo pumpu koja se može programirati
12:13
we will implantimplant a programmableпрограмабилно pumpпумпа
249
721946
2360
kako bismo dopremili
individualizovani farmakološki koktel
12:16
to deliverиспоручи a personalizedpersonalizovane pharmacologicalфармаколошки cocktailкоктел
250
724306
3033
12:19
directlyдиректно to the spinalспинална cordкабл.
251
727339
2442
direktno do kičmene moždine.
Istovremeno, ugradićemo niz elektroda,
12:21
At the sameисти time, we will implantimplant an electrodeелектрода arrayниз,
252
729781
3263
slično drugoj koži
12:25
a sortврста of secondдруго skinкожа
253
733044
2107
12:27
coveringpokrivač the areaподручје of the spinalспинална cordкабл controllingконтролисање legnoga movementпокрет,
254
735151
3560
koja će pokrivati područje kičmene moždine
kontrolišući pokrete nogu,
i ovaj niz je povezan
sa električnim generatorom pulsa
12:30
and this arrayниз is attachedу прилогу to an electricalелектрични pulseпулс generatorгенератор
255
738711
3266
koji donosi senzacije prilagođene
12:33
that deliversиспоручује stimulationsove stimulacije that are tailoredprilagođen
256
741977
2462
12:36
to the person'sособа needsпотребе.
257
744439
2186
potrebama osobe.
12:38
This definesдефинише a personalizedpersonalizovane electrochemicalelektrohemijski neuroprosthesisneuroprosthesis
258
746625
4858
Ovo definiše individualizovanu
elektrohemijsku protezu
koja će omogućiti kretanje
12:43
that will enableомогућите locomotionsubstitucija
259
751483
2751
12:46
duringу току trainingобука with a newlynedavno designedдизајниран supportingza podršku systemсистем.
260
754234
4047
za vreme treninga
novodizajniranim sistemom podrške.
I moja nada je da će
nakon nekoliko meseci treninga,
12:50
And my hopeнадати се is that after severalнеколико monthsмесеци of trainingобука,
261
758281
3283
možda biti dovoljno
preoblikovanja preostalih veza
12:53
there mayможе be enoughдовољно remodelingzarastanje of residualostatak connectionвеза
262
761564
2163
12:55
to allowдозволите locomotionsubstitucija withoutбез the robotробот,
263
763727
3669
da bi se omogućilo kretanje bez robota,
možda čak i bez farmakologije
ili stimulacije.
12:59
maybe even withoutбез pharmacologyfarmakologija or stimulationстимулација.
264
767396
3778
Moja nada je da ćemo biti
u stanju da kreiramo
13:03
My hopeнадати се here is to be ableу могуцности to createстворити
265
771174
2534
13:05
the personalizedpersonalizovane conditionстање
266
773708
2265
individualizovano stanje
kako bismo pojačali plastičnost mozga
13:07
to boostpodsticaj the plasticityplastičnost of the brainмозак
267
775973
2663
i kičmene moždine.
13:10
and the spinalспинална cordкабл.
268
778636
1531
Ovo je radikalno novi koncept
13:12
And this is a radicallyрадикално newново conceptконцепт
269
780167
2739
13:14
that mayможе applyприменити to other neurologicalнеуролошки disordersпоремећаји,
270
782906
3293
koji se može primeniti
na druge neurološke poremećaje,
ono što sam nazvao
"individualizovana neuroproteza",
13:18
what I termedocenio "personalizedpersonalizovane neuroprostheticsneuroprosthetics,"
271
786199
4538
pomoću čula i stimulacije
nervnih međuveza,
13:22
where by sensingсенсинг and stimulatingstimulisanje neuralнеурал interfacesинтерфејс,
272
790737
3024
usadio sam kroz čitav nervni sistem,
13:25
I implantedимплантиран throughoutтоком the nervousнервозан systemсистем,
273
793761
3714
13:29
in the brainмозак, in the spinalспинална cordкабл,
274
797475
3341
u mozak, u kičmenu moždinu,
13:32
even in peripheralпериферни nervesнерви,
275
800816
2756
čak i u periferne nerve,
bazirano na oštećenju
specifičnom za pacijenta.
13:35
basedзаснован on patient-specificspecifične za pacijenta impairmentsvrsta oštećenja.
276
803572
3167
Ali ne da bih zamenio
izgubljenu funkciju, ne -
13:38
But not to replaceзаменити the lostизгубљено functionфункција, no --
277
806739
4608
da bih pomogao mozgu da pomogne sam sebi.
13:43
to help the brainмозак help itselfсам.
278
811347
3191
13:46
And I hopeнадати се this enticedzavela your imaginationмашту,
279
814538
2640
I nadam se da je ovo
zaintrigiralo vašu maštu,
13:49
because I can promiseобећање to you
280
817178
1896
jer vam mogu obećati
da nije pitanje da li će se
ova revolucija dogoditi,
13:51
this is not a matterматерија of whetherда ли је this revolutionреволуција will occurпојавити,
281
819074
3243
već kada.
13:54
but when.
282
822317
1792
I zapamtite, mi smo veliki samo onoliko
13:56
And rememberзапамтити, we are only as great
283
824109
2233
13:58
as our imaginationмашту, as bigвелики as our dreamсан.
284
826357
3585
koliko i naša mašta,
onoliko veliki kao naš san.
Hvala vam.
14:01
Thank you.
285
829942
1992
(Aplauz)
14:03
(ApplauseAplauz)
286
831934
4000
Translated by Ivana Krivokuća
Reviewed by Mile Živković

▲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