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

格雷瓜尔·库尔蒂纳: 让瘫痪的老鼠重新站起来

Filmed:
989,937 views

脊椎损伤可能会切断你的大脑与肢体的神经连接,导致瘫痪。格雷瓜尔·库尔蒂纳展示了一项他的实验室的最新成果——通过结合药物、电刺激和一个辅助机械臂—— 能够重新激活肢体中的神经回路并帮助身体重新学习行走。让我们来看看他是如何让一只已经瘫痪的老鼠,能够重新站起来甚至爬楼梯的。
- Spinal cord researcher
Grégoire Courtine and his interdisciplinary lab imagine new ways to recover after devastating, mobility-impairing injury to the spinal cord. Full bio

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00:12
I am a neuroscientist神经学家
0
446
1625
我是一名神经学家
00:14
with a mixed background背景 in physics物理 and medicine医学.
1
2071
3811
同时有着医学和物理学背景
00:17
My lab实验室 at the Swiss瑞士人 Federal联邦 Institute研究所 of Technology技术
2
5882
5041
我的实验室隶属于瑞士联邦理工学院
00:22
focuses重点 on spinal cord injury,
3
10923
3190
专攻脊椎损伤研究
00:26
which哪一个 affects影响 more than 50,000 people
4
14113
2731
全球每天有超过5万的人
00:28
around the world世界 every一切 year,
5
16844
2690
受到该伤病的影响
00:31
with dramatic戏剧性 consequences后果 for affected受影响 individuals个人,
6
19534
3606
对于那些脊椎损伤的人来说
00:35
whose谁的 life literally按照字面 shatters碎裂
7
23140
2233
生活, 往往就在那么短短几秒钟
00:37
in a matter of a handful少数 of seconds.
8
25373
3235
被完全摧毁
00:40
And for me, the Man of Steel,
9
28608
3058
对于我而言, 是"钢铁英雄"
00:43
Christopher克里斯托弗 Reeve里夫,
10
31666
2204
克里斯托弗·里夫
00:45
has best最好 raised上调 the awareness意识
11
33870
2090
尽自己的努力唤醒人们
00:47
on the distress苦难 of spinal cord injured受伤 people.
12
35960
2915
开始关注那些脊椎受伤的人
00:50
And this is how I started开始 my own拥有 personal个人 journey旅程
13
38875
3139
而我进入这个研究领域的缘起
00:54
in this field领域 of research研究,
14
42014
1499
第一次的接触
00:55
working加工 with the Christopher克里斯托弗 and Dana达纳 Reeve里夫 Foundation基础.
15
43513
3437
就源于与里夫夫妇基金的合作
00:58
I still remember记得 this decisive决定性 moment时刻.
16
46950
4596
我到现在都还记得那个决定性的时刻
01:03
It was just at the end结束 of a regular定期 day of work
17
51546
1951
那是一个再普通不过的一天的结尾
01:05
with the foundation基础.
18
53497
1543
我在帮基金会工作
01:07
Chris克里斯 addressed解决 us, the scientists科学家们 and experts专家,
19
55040
4652
克里斯托弗对我们, 一群学者和技术专家说
01:11
"You have to be more pragmatic务实.
20
59692
3593
"你们一定要专注实用价值"
01:15
When leaving离开 your laboratory实验室 tomorrow明天,
21
63285
2352
"明天, 当你离开实验室的时候"
01:17
I want you to stop by the rehabilitation复原 center中央
22
65637
2904
"我希望你们能去康复中心"
01:20
to watch injured受伤 people
23
68541
1609
"看看那些伤者"
01:22
fighting战斗 to take a step,
24
70150
2025
"如何费尽全力迈出一小步"
01:24
struggling奋斗的 to maintain保持 their trunk树干.
25
72175
2641
"如何努力保持自己的平衡"
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
"在你到家之后"
01:28
think of what you are going to change更改 in your research研究
27
76229
2410
"仔细想想是否需要改变自己的研究方向"
01:30
on the following以下 day to make their lives生活 better."
28
78639
3568
"能够让他们的生活变得更美好一些"
01:34
These words, they stuck卡住 with me.
29
82207
4053
这段话, 刻到我心里去了
01:38
This was more than 10 years年份 ago,
30
86260
2391
十多年过去了
01:40
but ever since以来, my laboratory实验室 has followed其次
31
88651
2767
直到今天, 我的实验室还都在
01:43
the pragmatic务实 approach途径 to recovery复苏
32
91418
1963
坚持尝试用实用的方法
01:45
after spinal cord injury.
33
93381
2411
帮助脊椎损伤后恢复
01:47
And my first step in this direction方向
34
95792
2041
我在这研究方向上
01:49
was to develop发展 a new model模型 of spinal cord injury
35
97833
3289
需要做的第一件事情就是建立一个新的模型
01:53
that would more closely密切 mimic模仿者 some of the key features特征 of human人的 injury
36
101122
3647
一个新的脊椎损伤模型, 能够很好的模拟出人类的损伤
01:56
while offering well-controlled良好控制 experimental试验 conditions条件.
37
104769
3372
同时也能够提供很好的实验控制环境
02:00
And for this purpose目的, we placed放置 two hemisectionshemisections
38
108141
2567
基于这个目标, 我们首先在身体的两侧
02:02
on opposite对面 sides双方 of the body身体.
39
110708
1415
进行了两次半切操作
02:04
They completely全然 interrupt打断 the communication通讯
40
112123
2145
半切完全阻断了
02:06
between之间 the brain and the spinal cord,
41
114268
2582
大脑和脊髓的通信
02:08
thus从而 leading领导 to complete完成 and permanent常驻 paralysis麻痹
42
116850
2710
导致了下肢永久性的
02:11
of the leg.
43
119560
1767
完全瘫痪
02:13
But, as observed观察到的, after most injuries受伤 in humans人类,
44
121327
3891
但是, 正如你们看到的, 对于大多数损伤
02:17
there is this intervening介入 gap间隙 of intact完整 neural神经 tissue组织
45
125218
2950
在神经需要进行修复的位置
02:20
through通过 which哪一个 recovery复苏 can occur发生.
46
128168
2703
周边的神经组织都是完好的
02:22
But how to make it happen发生?
47
130871
3041
那么如何利用这一点?
02:25
Well, the classical古典 approach途径
48
133912
3361
经典的方法是
02:29
consists of applying应用 intervention介入
49
137273
2636
通过介入疗法
02:31
that would promote促进 the growth发展 of the severed切断 fiber纤维
50
139909
2910
刺激被切断的神经纤维重新生长
02:34
to the original原版的 target目标.
51
142819
2108
拼接到切断前的位置
02:36
And while this certainly当然 remained保持 the key for a cure治愈,
52
144927
3751
这依然是治疗的关键步骤
02:40
this seemed似乎 extraordinarily异常 complicated复杂 to me.
53
148678
3515
但对我而言实在是太复杂了
02:44
To reach达到 clinical临床 fruition享用 rapidly急速,
54
152193
2725
如果要尽早实现临床应用
02:46
it was obvious明显:
55
154918
1560
那么很明显的
02:48
I had to think about the problem问题 differently不同.
56
156478
3920
我需要换个角度来思考这个问题
02:52
It turned转身 out that more than 100 years年份 of research研究
57
160398
3108
脊髓外科的研究起始于谢林顿
02:55
on spinal cord physiology生理,
58
163506
1641
一位诺贝尔奖得主
02:57
starting开始 with the Nobel诺贝尔 Prize Sherrington谢林顿,
59
165147
2325
至今已经有一百多年的研究史
02:59
had shown显示 that
60
167472
1807
许多研究都证实
03:01
the spinal cord, below下面 most injuries受伤,
61
169279
2235
大多数受伤后的脊髓
03:03
contained all the necessary必要 and sufficient足够 neural神经 networks网络
62
171514
3253
包含了协调运动所需的
03:06
to coordinate坐标 locomotion运动,
63
174767
2320
所有的神经网络
03:09
but because input输入 from the brain is interrupted间断,
64
177087
2959
但是由于来自大脑的输入被切断了
03:12
they are in a nonfunctional非功能性 state, like kind of dormant休眠.
65
180046
3168
这些神经网络进入了类似休眠的状态
03:15
My idea理念: We awaken this network网络.
66
183214
4332
我的想法是: 激活这些网络
03:19
And at the time, I was a post-doctoral博士后 fellow同伴 in Los洛杉矶 Angeles洛杉矶,
67
187546
4287
当时我还只是加州大学洛杉矶分校的小小博士后
03:23
after completing完成 my Ph博士.D. in France法国,
68
191833
2566
刚刚从法国博士毕业
03:26
where independent独立 thinking思维
69
194399
1909
这个身份其实并不是
03:28
is not necessarily一定 promoted提拔.
70
196308
3107
太需要独立思考精神的
03:31
(Laughter笑声)
71
199415
1827
(笑声)
03:33
I was afraid害怕 to talk to my new boss老板,
72
201242
3753
我一开始不敢跟我的新老板提这个想法
03:36
but decided决定 to muster鼓起 up my courage勇气.
73
204995
2393
但是后来终于鼓足了勇气
03:39
I knocked被撞 at the door of my wonderful精彩 advisor顾问,
74
207388
2657
我敲开了我导师的门, 说出了我的想法
03:42
Reggie雷吉 Edgerton埃杰顿, to share分享 my new idea理念.
75
210045
3991
我的导师, Reggie Edgerton, 他太好了
03:46
He listened听了 to me carefully小心,
76
214036
2250
他仔细的听了我的想法
03:48
and responded回应 with a grin微笑.
77
216286
2941
然后咧嘴一笑
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
"干嘛不试试?"
03:53
And I promise诺言 to you,
79
221270
2125
我要再三强调
03:55
this was such这样 an important重要 moment时刻 in my career事业,
80
223395
3355
这一刻在我职业生涯中有多重要
03:58
when I realized实现 that the great leader领导
81
226750
2435
这一刻我意识到伟大的领导者
04:01
believed相信 in young年轻 people and new ideas思路.
82
229185
2993
信任年轻人, 以及他们的新想法
04:04
And this was the idea理念:
83
232178
1608
这是我的想法:
04:05
I'm going to use a simplistic简单化 metaphor隐喻
84
233786
2666
我要用一个简单的比喻
04:08
to explain说明 to you this complicated复杂 concept概念.
85
236452
2126
来向你解释这个复杂的概念
04:10
Imagine想像 that the locomotor运动 system系统 is a car汽车.
86
238578
4766
假设运动神经系统是一辆汽车
04:15
The engine发动机 is the spinal cord.
87
243344
2246
引擎就是脊髓
04:17
The transmission传输 is interrupted间断. The engine发动机 is turned转身 off.
88
245590
3258
变速箱坏了, 引擎熄火了
04:20
How could we re-engage重新介入 the engine发动机?
89
248848
3007
我们怎么把引擎重新打着?
04:23
First, we have to provide提供 the fuel汽油;
90
251855
3142
首先, 我们要加好油
04:26
second第二, press the accelerator加速器 pedal踏板;
91
254997
2343
第二, 我们要踩油门
04:29
third第三, steer驾驶 the car汽车.
92
257340
1938
第三, 我们把握方向盘
04:31
It turned转身 out that there are known已知 neural神经 pathways途径
93
259278
1762
研究人员已经发现了一些大脑发出的神经
04:33
coming未来 from the brain that play this very function功能
94
261040
2954
在人的运动过程中承担着非常重要的
04:35
during locomotion运动.
95
263994
1382
控制作用
04:37
My idea理念: Replace更换 this missing失踪 input输入
96
265376
2715
我的想法: 代替联系不上的大脑
04:40
to provide提供 the spinal cord
97
268091
1402
向脊髓发送神经信号
04:41
with the kind of intervention介入
98
269493
1396
模拟大脑通过神经网络发出的信号
04:42
that the brain would deliver交付 naturally自然 in order订购 to walk步行.
99
270889
4730
干预脊髓, 让下肢可以行走
04:47
For this, I leveraged杠杆 20 years年份 of past过去 research研究 in neuroscience神经科学,
100
275619
4439
我借助过去20年神经科学的研究成果实现这一点
04:52
first to replace更换 the missing失踪 fuel汽油
101
280058
2764
首先是替换汽油
04:54
with pharmacological药理 agents代理
102
282822
2068
使用药理学方法
04:56
that prepare准备 the neurons神经元 in the spinal cord to fire,
103
284890
3480
刺激脊椎神经细胞, 做好发送神经信号的准备
05:00
and second第二, to mimic模仿者 the accelerator加速器 pedal踏板
104
288370
4055
然后, 用电刺激来模拟
05:04
with electrical电动 stimulation促进.
105
292425
1480
汽车的油门
05:05
So here imagine想像 an electrode电极
106
293905
2169
你可以想象成
05:08
implanted植入 on the back of the spinal cord
107
296074
2406
在脊髓后面植入两个电极
05:10
to deliver交付 painless无痛人流 stimulation促进.
108
298480
2262
用于发送无痛的电刺激
05:12
It took many许多 years年份, but eventually终于 we developed发达
109
300742
2832
虽然花了很多年, 但是最终我们还是
05:15
an electrochemical电化学 neuroprosthesis神经假体
110
303574
2557
成功开发了一套电化学神经康复疗法
05:18
that transformed改造 the neural神经 network网络
111
306131
1766
让受伤的脊髓中
05:19
in the spinal cord from dormant休眠 to a highly高度 functional实用 state.
112
307897
5006
已经冬眠的神经网络重新焕发生机
05:24
Immediately立即, the paralyzed rat can stand.
113
312903
6280
立竿见影的, 瘫痪的老鼠立刻站了起来
05:31
As soon不久 as the treadmill跑步机 belt starts启动 moving移动,
114
319183
2327
脚底下的跑步机一启动
05:33
the animal动物 shows节目 coordinated协调 movement运动 of the leg,
115
321510
3806
老鼠的双腿就开始协调的运动起来
05:37
but without the brain.
116
325316
1978
完全没有大脑参与
05:39
Here what I call "the spinal brain"
117
327294
1990
我将相关的神经命名为"脊髓脑"
05:41
cognitively认知 processes流程 sensory感觉的 information信息
118
329284
3122
它负责认知双腿传送上来的
05:44
arising产生 from the moving移动 leg
119
332406
1895
各种运动相关的感觉
05:46
and makes品牌 decisions决定 as to how to activate启用 the muscle肌肉
120
334301
3695
并且就肌肉如何运动做出决策
05:49
in order订购 to stand, to walk步行, to run,
121
337996
3390
使老鼠能够站立, 行走和奔跑
05:53
and even here, while sprinting冲刺,
122
341386
2112
甚至在冲刺的时候
05:55
instantly即刻 stand
123
343498
2297
能够做到
05:57
if the treadmill跑步机 stops停止 moving移动.
124
345795
2463
跑步机一停老鼠就停下来
06:00
This was amazing惊人.
125
348258
1337
这很神奇
06:01
I was completely全然 fascinated入迷 by this locomotion运动
126
349595
3387
当我看到这种没有大脑参与的运动时
06:04
without the brain,
127
352982
2495
我非常的开心
06:07
but at the same相同 time so frustrated受挫.
128
355477
3655
但是也感到非常的沮丧
06:11
This locomotion运动 was completely全然 involuntary非自愿.
129
359132
2393
这种运动完全是非自主的
06:13
The animal动物 had virtually实质上 no control控制 over the legs.
130
361525
3365
小白鼠实际上并不能控制自己的腿
06:16
Clearly明确地, the steering操舵 system系统 was missing失踪.
131
364890
4120
很显然, 还缺个方向盘
06:21
And it then became成为 obvious明显 from me
132
369010
1892
之后我就很清楚的认定
06:22
that we had to move移动 away
133
370902
1348
我们需要抛开过去的方式
06:24
from the classical古典 rehabilitation复原 paradigm范例,
134
372250
3372
创建一种新的康复治疗过程
06:27
stepping步进 on a treadmill跑步机,
135
375622
1722
将小白鼠放在跑步机上
06:29
and develop发展 conditions条件 that would encourage鼓励
136
377344
3220
同时创造一个环境, 这个环境能够激励
06:32
the brain to begin开始 voluntary自主性 control控制 over the leg.
137
380564
5233
大脑去自发的控制下肢
06:37
With this in mind心神, we developed发达 a completely全然 new
138
385797
3385
基于这个想法, 我们开发了一个全新的装备
06:41
robotic机器人 system系统 to support支持 the rat
139
389182
3230
一个机械臂, 能够帮助老鼠
06:44
in any direction方向 of space空间.
140
392412
2526
向任何一个方向运动
06:46
Imagine想像, this is really cool.
141
394938
2175
想象一下, 很棒的设计
06:49
So imagine想像 the little 200-gram-公克 rat
142
397113
3831
想象一下这个不到两百克的小老鼠
06:52
attached at the extremity末端 of this 200-kilo-公斤 robot机器人,
143
400944
3701
被固定在将近200公斤的机械臂上
06:56
but the rat does not feel the robot机器人.
144
404645
2572
但是小老鼠完全感觉不到机械臂的存在
06:59
The robot机器人 is transparent透明,
145
407217
2072
机械臂是感知不到的
07:01
just like you would hold保持 a young年轻 child儿童
146
409289
2362
就像是你撑着一个
07:03
during the first insecure不安全 steps脚步.
147
411651
2364
蹒跚学步的婴儿一般
07:06
Let me summarize总结: The rat received收到
148
414015
3554
让我小结一下之前的内容
07:09
a paralyzing瘫痪 lesion病变 of the spinal cord.
149
417569
2445
一个老鼠的脊髓被切断了
07:12
The electrochemical电化学 neuroprosthesis神经假体 enabled启用
150
420014
2590
我们利用电化学神经康复疗法
07:14
a highly高度 functional实用 state of the spinal locomotor运动 networks网络.
151
422604
4207
将老鼠的脊髓运动神经网络激活
07:18
The robot机器人 provided提供 the safe安全 environment环境
152
426811
3766
改进的机械臂提供一个安全的环境
07:22
to allow允许 the rat to attempt尝试 anything
153
430577
1963
使得老鼠瘫痪的双腿
07:24
to engage从事 the paralyzed legs.
154
432540
2682
可以做任何尝试
07:27
And for motivation动机, we used what I think
155
435222
2825
为了激励老鼠走起来, 我们使用了
07:30
is the most powerful强大 pharmacology药理 of Switzerland瑞士:
156
438047
3834
我认为是瑞士最强有力的刺激药物——
07:33
fine Swiss瑞士人 chocolate巧克力.
157
441881
2307
优质的瑞士巧克力
07:36
(Laughter笑声)
158
444188
2922
(笑声)
07:39
Actually其实, the first results结果 were very, very,
159
447110
4563
但是, 初步的实验结果非常, 非常, 非常地
07:43
very disappointing令人失望.
160
451673
2635
叫人失望
07:46
Here is my best最好 physical物理 therapist治疗师
161
454308
3302
视频中是我们最好的理疗师
07:56
completely全然 failing失败 to encourage鼓励 the rat
162
464794
2590
他也完全没有办法诱使老鼠
07:59
to take a single step,
163
467384
2061
迈出一小步
08:01
whereas the same相同 rat, five minutes分钟 earlier,
164
469445
2846
而同样是这只老鼠, 5分钟前
08:04
walked beautifully精美 on the treadmill跑步机.
165
472291
2306
还在跑步机上优雅的迈着步子
08:06
We were so frustrated受挫.
166
474597
2157
我们深受挫败
08:08
But you know, one of the most essential必要 qualities气质
167
476754
2899
但是你也知道, 我们搞科学研究的, 最基本的素质
08:11
of a scientist科学家 is perseverance毅力.
168
479653
2476
就是坚持不懈的精神
08:14
We insisted坚持. We refined精制 our paradigm范例,
169
482129
3416
我们继续努力, 继续完善我们的方法
08:17
and after several一些 months个月 of training训练,
170
485545
2263
经过几个月的不断训练
08:19
the otherwise除此以外 paralyzed rat could stand,
171
487808
3806
一些瘫痪的老鼠能够自己站起来了
08:23
and whenever每当 she decided决定,
172
491614
1812
并且它可以按照自己的意愿
08:25
initiated启动 full充分 weight-bearing负重 locomotion运动
173
493426
2332
开始一种全速冲刺的姿态
08:27
to sprint短跑 towards the rewards奖励.
174
495758
3250
冲向作为奖励的巧克力
08:31
This is the first recovery复苏 ever observed观察到的
175
499008
3405
这是迄今为止第一次
08:34
of voluntary自主性 leg movement运动
176
502413
1894
在实施了脊髓切断手术
08:36
after an experimental试验 lesion病变 of the spinal cord
177
504307
2454
导致完全和永久性的下肢瘫痪之后
08:38
leading领导 to complete完成 and permanent常驻 paralysis麻痹.
178
506761
3461
第一次成功实现下肢的自主运动
08:42
In fact事实 --
179
510222
1987
事实上
08:44
(Applause掌声)
180
512209
1720
(掌声)
08:45
Thank you.
181
513929
4379
谢谢
08:50
In fact事实, not only could the rat initiate发起
182
518308
3094
事实上, 这只老鼠不仅可以
08:53
and sustain支持 locomotion运动 on the ground地面,
183
521402
2677
在平地上启动并保持运动的状态
08:56
they could even adjust调整 leg movement运动,
184
524079
2281
它们甚至可以调整自己的下肢运动
08:58
for example, to resist gravity重力
185
526360
2356
例如, 它们能够克服重力因素
09:00
in order订购 to climb a staircase楼梯.
186
528716
2624
在楼梯上爬上爬下
09:03
I can promise诺言 you this was
187
531340
1950
可以说, 当这一刻发生时
09:05
such这样 an emotional情绪化 moment时刻 in my laboratory实验室.
188
533290
3109
我们整个实验室的人都激动不已
09:08
It took us 10 years年份 of hard work
189
536399
2743
我们花费了10年的辛苦努力
09:11
to reach达到 this goal目标.
190
539142
2451
才做到这一点
09:13
But the remaining其余 question was, how?
191
541593
2551
接下来的问题是, "怎么做到的?"
09:16
I mean, how is it possible可能?
192
544144
1692
我是说, 这怎么可能?
09:17
And here, what we found发现
193
545836
1678
而这个问题的答案
09:19
was completely全然 unexpected意外.
194
547514
3676
完全出乎我们的意料
09:23
This novel小说 training训练 paradigm范例
195
551190
4158
这个新的康复训练方式
09:27
encouraged鼓励 the brain to create创建 new connections连接,
196
555348
3671
刺激了大脑去生成新的神经连接
09:31
some relay中继 circuits电路
197
559019
2902
也就是一些传播网络
09:33
that relay中继 information信息 from the brain
198
561921
3048
将大脑的神经信号
09:36
past过去 the injury and restore恢复 cortical皮质 control控制
199
564969
3156
穿过受损的脊髓部分, 连接上新恢复的脊髓神经
09:40
over the locomotor运动 networks网络 below下面 the injury.
200
568125
3441
最终连接上了受损脊髓下部的神经网络
09:43
And here, you can see one such这样 example,
201
571566
2922
你现在看到的这个例子中
09:46
where we label标签 the fibers纤维 coming未来 from the brain in red.
202
574488
3363
红色的纤维就是从大脑发出的神经
09:49
This blue蓝色 neuron神经元 is connected连接的 with the locomotor运动 center中央,
203
577851
3420
蓝色的神经能够连接到运动中枢
09:53
and what this constellation星座
204
581271
2363
看起来像是星座图
09:55
of synaptic突触 contacts往来 means手段
205
583634
2351
图中的连接表示的意思是
09:57
is that the brain is reconnected重新连接 with the locomotor运动 center中央
206
585985
3799
大脑与运动中枢通过这一个神经细胞
10:01
with only one relay中继 neuron神经元.
207
589784
3998
重新连接了起来
10:05
But the remodeling重塑 was not restricted限制
208
593782
1931
但是这种神经网络的改变
10:07
to the lesion病变 area.
209
595713
1087
并不局限于此
10:08
It occurred发生 throughout始终 the central中央 nervous紧张 system系统,
210
596800
3289
在中枢神经系统中, 这种改变也在发生着
10:12
including包含 in the brain stem,
211
600089
2318
包括大脑内部的神经束
10:14
where we observed观察到的 up to 300-percent-百分 increase增加
212
602407
3262
我们观察到大脑中相关的区域
10:17
in the density密度 of fibers纤维 coming未来 from the brain.
213
605669
3759
运动纤维的密度增长了300%
10:21
We did not aim目标 to repair修理 the spinal cord,
214
609428
3527
我们并不是要将脊髓恢复原状
10:24
yet然而 we were able能够 to promote促进
215
612955
2597
但是我们或许可以
10:27
one of the more extensive广泛 remodeling重塑
216
615552
2157
在一个成年哺乳动物瘫痪之后
10:29
of axonal轴突 projections预测 ever observed观察到的
217
617709
2469
通过这种神经网络重构的方式
10:32
in the central中央 nervous紧张 system系统 of adult成人 mammal哺乳动物
218
620178
2261
重建中枢神经系统中
10:34
after an injury.
219
622439
2545
的神经连接
10:36
And there is a very important重要 message信息
220
624984
5069
这项发现的背后, 隐藏着一个
10:42
hidden behind背后 this discovery发现.
221
630053
4443
非常重要的事实
10:46
They are the result结果 of a young年轻 team球队
222
634496
3222
这是由许多有才华的人组成的年轻团队
10:49
of very talented天才 people:
223
637718
2392
合作努力的结果
10:52
physical物理 therapists治疗师, neurobiologists神经生物学家, neurosurgeons神经外科医生,
224
640110
4458
理疗师, 神经生物学家, 神经外科医生
10:56
engineers工程师 of all kinds,
225
644568
2199
各种专业的工程师
10:58
who have achieved实现 together一起
226
646767
1791
他们一起工作
11:00
what would have been impossible不可能 by single individuals个人.
227
648558
3643
做出了个人无法做到的成果
11:04
This is truly a trans-disciplinary跨学科 team球队.
228
652201
3083
这是一个真正的跨学科团队
11:07
They are working加工 so close to each other
229
655284
2188
我们工作中是如此的紧密
11:09
that there is horizontal transfer转让 of DNA脱氧核糖核酸.
230
657472
3191
就像是我们之间发生了基因水平转移一样
(译注: 指生物将遗传物质传递给其他细胞而非其子代的过程)
11:12
We are creating创建 the next下一个 generation
231
660663
1623
我们正在培养下一代的
11:14
of M.D.'s and engineers工程师
232
662286
2241
医学博士和工程师
11:16
capable of translating翻译 discoveries发现 all the way
233
664527
2444
他们有能力将自己的发现及成果
11:18
from bench长凳 to bedside床头.
234
666971
2672
从实验室转化到病房中
11:21
And me?
235
669643
2006
我呢?
11:23
I am only the maestro大师 who orchestrated策划 this beautiful美丽 symphony交响乐.
236
671649
4547
我只是这首美妙协奏乐章的指挥而已
11:28
Now, I am sure you are all wondering想知道, aren't you,
237
676196
6803
现在, 我确定你们一定都在问
11:34
will this help injured受伤 people?
238
682999
3764
"这项技术能帮助人类么?"
11:38
Me too, every一切 day.
239
686763
3892
其实我每天也都在问自己
11:42
The truth真相 is that we don't know enough足够 yet然而.
240
690655
3413
而事实上,现在我们还都不那么清楚
11:46
This is certainly当然 not a cure治愈 for spinal cord injury,
241
694068
4224
这很显然并不能让断开的脊髓恢复如初
11:50
but I begin开始 to believe that this may可能 lead
242
698292
2734
但是我逐渐相信, 或许我们
11:53
to an intervention介入 to improve提高 recovery复苏
243
701026
2567
能够帮助受伤的人提高伤后恢复的效果
11:55
and people's人们 quality质量 of life.
244
703593
3187
改善他们的生活质量
11:58
I would like you all
245
706780
2489
我邀请你们
12:01
to take a moment时刻 and dream梦想 with me.
246
709269
3627
花一点时间, 与我一起畅想一下
12:04
Imagine想像 a person just suffered遭遇 a spinal cord injury.
247
712896
5895
想象一个人刚刚经历了脊髓损伤
12:10
After a few少数 weeks of recovery复苏,
248
718791
3155
数周的恢复期之后
12:13
we will implant注入 a programmable可编程的 pump
249
721946
2360
我们植入一个可编程的药泵
12:16
to deliver交付 a personalized个性化 pharmacological药理 cocktail鸡尾酒
250
724306
3033
能够直接向脊椎注入药物, 药物的选择和配比
12:19
directly to the spinal cord.
251
727339
2442
都是基于个人的情况定制的
12:21
At the same相同 time, we will implant注入 an electrode电极 array排列,
252
729781
3263
同时, 我们会植入一个电极阵列
12:25
a sort分类 of second第二 skin皮肤
253
733044
2107
就像皮肤一样薄
12:27
covering覆盖 the area of the spinal cord controlling控制 leg movement运动,
254
735151
3560
覆盖控制下肢运动的脊髓位置
12:30
and this array排列 is attached to an electrical电动 pulse脉冲 generator发电机
255
738711
3266
这个电极阵列连接到一个电脉冲发生器上
12:33
that delivers提供 stimulations刺激 that are tailored量身定制
256
741977
2462
电脉冲发生器发出的刺激频率和模式
12:36
to the person's人的 needs需求.
257
744439
2186
可以因人而异
12:38
This defines定义 a personalized个性化 electrochemical电化学 neuroprosthesis神经假体
258
746625
4858
这就构成了一个个性化的电化学神经康复治疗过程
12:43
that will enable启用 locomotion运动
259
751483
2751
能够在康复训练中, 借助一个
12:46
during training训练 with a newly designed设计 supporting支持 system系统.
260
754234
4047
新的运动支持系统, 进行下肢的运动
12:50
And my hope希望 is that after several一些 months个月 of training训练,
261
758281
3283
我希望的是经过几个月的训练之后
12:53
there may可能 be enough足够 remodeling重塑 of residual剩余的 connection连接
262
761564
2163
大脑和脊髓中的神经网络重建能够
12:55
to allow允许 locomotion运动 without the robot机器人,
263
763727
3669
让人可以不借助辅助机械臂自由运动
12:59
maybe even without pharmacology药理 or stimulation促进.
264
767396
3778
甚至可能不再需要药物泵和电脉冲发生器
13:03
My hope希望 here is to be able能够 to create创建
265
771174
2534
我的愿望是能够开发出
13:05
the personalized个性化 condition条件
266
773708
2265
个性化的治疗手段
13:07
to boost促进 the plasticity可塑性 of the brain
267
775973
2663
提高大脑和脊髓之间的
13:10
and the spinal cord.
268
778636
1531
神经网络的可塑性
13:12
And this is a radically根本 new concept概念
269
780167
2739
这是一个全新的概念
13:14
that may可能 apply应用 to other neurological神经 disorders障碍,
270
782906
3293
或许也可以应用到其它的神经障碍性疾病中
13:18
what I termed被称为 "personalized个性化 neuroprosthetics神经义肢,"
271
786199
4538
我提出了一种"个性化的神经假肢技术"
13:22
where by sensing传感 and stimulating刺激 neural神经 interfaces接口,
272
790737
3024
即根据病人自己的受损情况
13:25
I implanted植入 throughout始终 the nervous紧张 system系统,
273
793761
3714
在整个神经系统不同的位置植入电极
13:29
in the brain, in the spinal cord,
274
797475
3341
大脑中, 脊髓中
13:32
even in peripheral外围设备 nerves神经,
275
800816
2756
甚至周围神经中
13:35
based基于 on patient-specific患者特异性的 impairments障碍.
276
803572
3167
感知并模拟神经刺激
13:38
But not to replace更换 the lost丢失 function功能, no --
277
806739
4608
我并不是要替换受损的功能, 不是的--
13:43
to help the brain help itself本身.
278
811347
3191
我是帮助大脑自我修复
13:46
And I hope希望 this enticed诱惑 your imagination想像力,
279
814538
2640
我希望能够激发你们的想象
13:49
because I can promise诺言 to you
280
817178
1896
因为我敢保证
13:51
this is not a matter of whether是否 this revolution革命 will occur发生,
281
819074
3243
这场革命的问题, 不是能否发生
13:54
but when.
282
822317
1792
而是何时到来
13:56
And remember记得, we are only as great
283
824109
2233
请记住, 心有多大, 世界就有多大
13:58
as our imagination想像力, as big as our dream梦想.
284
826357
3585
思想有多远, 就能走多远
14:01
Thank you.
285
829942
1992
谢谢
14:03
(Applause掌声)
286
831934
4000
(掌声)
Translated by Psycho Decoder
Reviewed by Tingting Zhao

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

Why you should listen

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

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