Olen neurotieteilijä,
takanani sekä fysiikan että lääketieteen opintoja.
Laboratorioni Sveitsin polyteknisessä instituutissa
on keskittynyt selkäydinvammoihin,
joista kärsii yli 50 000 ihmistä
kaikkialla maailmassa, joka vuosi,
aiheuttaen dramaattisia seurauksia näille ihmisille,
joiden elämä kirjaimellisesti pirstoutuu
muutamassa sekunnissa.
Mielestäni Teräsmies
Christopher Reeve
on parhaiten herättänyt tietoisuutta
selkäydinvammaisten ahdingosta.
Aloitin oman matkani
tämän tutkimuksen parissa
yhteistyössä Christopher ja Dana Reeven säätiön kanssa.
Muistan yhä ratkaisevan hetken.
Se sattui ihan tavallisen työpäivän
päätteeksi.
Chris sanoi meille tieteilijöille ja asiantuntijoille:
"Teidän on oltava käytännöllisempiä.
Kun huomenna lähdette laboratoriostanne,
haluan, että pysähdytte kuntoutuskeskuksen luona
katsomaan vammautuneiden
kamppailua yhden askeleen ottamiseksi,
taistelua pysyäkseen pystyssä.
Kun lähdette kotiin,
ajatelkaa, miten seuraavana päivänä muutatte
tutkimuksianne parantaaksenne heidän elämäänsä."
Niitä sanoja en koskaan unohda.
Tämä sattui yli kymmenen vuotta sitten,
mutta siitä lähtien laboratoriossani
on suhtauduttu selkäydinvammasta toipumiseen
käytännönläheisesti.
Esimmäinen askel tähän suuntaan
oli kehittää uusi malli selkäydinvammasta,
joka jäljittelisi tarkemmin ihmisvamman tärkeimpiä piirteitä,
ja tarjoaisi hyvin kontrolloidut koeolosuhteet.
Tätä varten teimme kaksi leikkausta
vastakkaisilla puolille vartaloa.
Ne katkaisevat täydellisesti aivojen
ja selkäytimen väliset yhteydet,
aiheuttaen siten jalkojen täydellisen ja pysyvän
halvaantumisen.
Useimmiten ihmisten vammautuessa selkäytimeen
syntyy katkos, josta puuttuu ehjää hermokudosta,
jonka kautta paraneminen voi tapahtua.
Mutta miten paraneminen voi tapahtua?
Perinteisesti pyrittiin
puuttumaan asiaan
edistämällä katkenneen kuidun kasvua
alkuperäiseen kohteeseen.
Vaikkakin tämä varmasti oli ratkaisun avain,
se tuntui minusta varsin monimutkaiselta.
Nopean kliinisen tuloksen kannalta
oli ilmeistä:
Ongelmaa piti ajatella toisella tavalla.
Kävi ilmi, että yli sadan vuoden tutkimus
selkäytimen fysiologiasta,
Nobel-palkitusta Sherringtonista lähtien,
oli osoittanut,
että useimpien selkäytimen vammautumiskohtien
alapuolella oli kaikki välttämättömät ja riittävät hermoverkot
liikkumisen koordinointiin,
mutta koska syöttö aivoista oli keskeytynyt,
ne olivat toimintakelvottomat, ikään kuin horrostilassa.
Ideani: Herätetään verkosto.
Toimin silloin Los Angelesissa,
väiteltyäni tohtoriksi Ranskassa,
missä itsenäistä ajattelua
ei välttämättä tueta.
(Naurua)
Pelkäsin puhua uudelle pomolleni,
mutta päätin kerätä rohkeuteni.
Koputin mainion ohjaajani, Reggie Evertonin, ovea
kertoakseni uudesta ideastani.
Hän kuunteli minua tarkasti
ja vastasi virnistäen:
"Mitäpä jos yrittäisit?"
Se oli taatusti
hyvin tärkeä hetki urallani,
kun tajusin, että suurenmoinen johtaja
uskoi nuoriin ihmisiin ja uusiin ideoihin
Idea oli tämä:
Käytän yksinkertaista vertauskuvaa
monimutkaisen periaatteen selittämiseen.
Kuvitelkaa, että liikkumisväline on auto.
Moottori on selkäydin.
Voimansiirto on katkennut. Moottori ei toimi.
Miten se saataisiin taas kuntoon?
Ensiksi on saatava polttoainetta;
toiseksi on painettava kaasupoljinta;
kolmanneksi on ohjattava.
Kävi ilmi, tietyillä aivoista tulevilla hermoväylillä,
on juuri nämä tehtävät
liikkumisessa.
Ideani: Korvataan puuttuva syöttö,
jotta selkäydin saisi
samanlaisen välityskäskyn,
jonka aivot luonnostaan antavat kävelylle.
Tähän hyödynsin viimeisten 20 vuoden neurotieteellistä tutkimusta,
ensinnäkin puuttuvan polttoaineen korvaamiseksi
lääkeaineilla,
jotka saavat selkäytimen hermosolut käynnistymään,
ja toiseksi, saamaan sähköiset ärsykkeet toimimaan
kaasupolkimen tapaan.
Kuvitelkaa selkäytimen päälle
istutettu elektrodi,
joka antaa kivutonta ärsytystä.
Aikaa kului monta vuotta, mutta lopulta kehitimme
elektrokemiallisen neuroproteesin,
joka herätti selkäytimen hermoverkoston
horroksestaan täysin toimivaan tilaan.
Halvaantunut rotta pystyy välittömästi seisomaan.
Heti kun juoksumatto alkaa liikkua,
eläimen jalat liikkuvat koordinoidusti,
mutta ilman aivoja.
"Selkäydinaivot"
käsittelevät kognitiivisesti jaloista tulevaa
aisti-informaatiota
ja päättävät, kuinka lihasta aktivoidaan
seisomista, kävelemistä ja juoksemista varten.
Kovaakin juostessaan
rotta seisahtaa välittömästi
juoksumaton pysähtyessä.
Ällistyttävää.
Olin aivan lumoutunut liikkumisesta
ilman aivoja,
mutta samalla kertaa hyvin turhautunut.
Liikkuminen oli täysin tahdosta riippumatonta.
Eläin pystyi tuskin lainkaan kontrolloimaan jalkojaan.
Oli ilmiselvää, että ohjausjärjestelmä puuttui.
Minulle selvisi,
että meidän oli hylättävä
perinteinen kuntoutusparadigma,
juoksumatolla askeltaminen,
ja luotava olosuhteet, jotka kannustaisivat aivoja
alkamaan kontrolloida jalkoja omasta tahdostaan.
Tätä tarkoitusta varten kehitimme täysin uuden
robottijärjestelmän, joka tuki rottaa
joka suunnasta.
Kuvitelkaa, todella mahtavaa.
200 gramman painoinen pieni rotta,
kiinnitettynä 200-kiloisen robotin ulokkeeseen,
eikä rotta voi aistia robottia lainkaan.
Robotti on näkymätön,
aivan kuin joku pitelisi pikkulasta
ensimmäisten epävarmojen askelten aikana.
Tiivistettynä: Rotta sai
halvaannuttavan selkäydinvamman.
Elektrokemiallinen neuroproteesi mahdollisti
selkäytimen liikeverkostojen hyvän toimintakyvyn.
Robotti loi turvallisen ympäristön,
ja salli rotan kokeilla mitä tahansa
saadakseen jalkansa toimimaan.
Motivointiin käytimme Sveitsin tehokkainta
farmakologista ainetta:
hienoa sveitsiläistä suklaata.
(Naurua)
Ensimmäiset tulokset olivat itse asiassa
hyvin, hyvin, hyvin masentavia.
Tässä paras fysioterapeuttimme
epäonnistuu täydellisesti kannustaessaan rottaa
ottamaan yhden ainoan askeleen,
kun sama rotta, viisi minuuttia aiemmin,
käveli oivallisesti juoksumatolla.
Olimme kovin turhautuneita.
Mutta yksi tieteilijän tärkeimmistä ominaisuuksista
on periksiantamattomuus.
Pidimme päämme. Hioimme paradigmaamme,
ja useita kuukausia harjoiteltuaan
halvaantunut rotta pystyi seisomaan,
ja alkoi aina halutessaan
koko painonsa kannattelevan liikkeen
palkintoja kohden.
Ensimmäistä kertaa nähtiin
omaehtoista jalkojen liikettä
täydelliseen ja pysyvään halvautumiseen
johtaneen selkäydinvammakokeen jälkeen.
Itse asiassa --
(Suosionosoituksia)
Kiitos.
Rotta ei pystynyt pelkästään aloittamaan
ja ylläpitämään maassa liikkumista,
vaan jopa sovittamaan jalkojen liikkeen
painovoiman voittamiseksi
kiivetäkseen portaita.
Voin vakuuttaa, että se oli
hyvin tunteellinen hetki laboratoriossamme.
Tarvittiin kymmenen vuoden kova työ
tämän päämäärän saavuttamiseen.
Jäljelle jäi kysymys: miten?
Tarkoitan, miten se on mahdollista?
Löydöksemme
oli täysin odottamaton.
Tämä ennen näkemätön valmennusparadigma
kannusti aivoja luomaan uusia yhteyksiä,
välittäjäpiirejä,
jotka kuljettavat informaatiota aivoista
vammautumiskohdan ohi ja palauttavat aivokuoren
ohjauksen vamman alapuolisiin liikeverkostoihin.
Tässä yksi esimerkki, jossa aivoista tulevat kuidut
on merkitty punaisella.
Tämä sininen neuroni on yhteydessä liikekeskukseen,
ja tämä hermojen välinen synaptinen
muodostelma tarkoittaa,
että aivot ovat taas yhteydessä liikekeskukseen,
vain yhden välittäjäneuronin kautta.
Mutta muutos ei rajoittunut vain
vammautuneelle alueelle.
Se koski koko keskushermostoa,
mukaan lukien aivorungon,
missä havaittiin aivoista tulevien säikeiden tiheyden
lisääntyneen jopa 300 prosentilla.
Tarkoituksemme ei ollut korjata selkäydintä,
pystyimme kuitenkin edistämään
aksonien uudelleenjärjestäytymistä
enemmän kuin koskaan ennen
vammautuneen täysikasvuisen nisäkkään
keskushermostossa.
Tähän löytöön kätkeytyy
hyvin tärkeä viesti.
Se on lahjakkaiden nuorten ihmisten
työn tulos:
fysioterapeuttien, neurobiologien, neurokirurgien
ja monen alan insinöörien,
jotka ovat yhdessä saavuttaneet jotakin,
mikä olisi ollut yksittäisille ihmisille mahdotonta.
Se on todella monitieteellinen tiimi.
He työskentelevät niin tiiviisti yhdessä,
että vaihtavat DNA:ta keskenään.
Luomme seuraavan polven
lääkäreitä ja insinöörejä,
jotka pystyvät hyödyntämään tutkimustuloksiaan
nopeasti käytännön hoitotyöhön.
Minun osuuteni?
Olen vain tätä kaunista sinfoniaa johtanut maestro.
Mietitte varmaan kaikki,
auttaako tämä vammautuneita ihmisiä.
Niin minäkin, joka päivä.
Todellisuudessa tietomme ovat vielä puutteelliset.
Selkäydinvammaa ei pystytä vielä parantamaan,
mutta alan uskoa, että tämä voi johtaa
läpimurtoon, joka voi edistää toipumista
ja parantaa ihmisten elämänlaatua.
Haluaisin teidän kaikkien unelmoivan
hetken aikaa kanssani.
Kuvitelkaa joku äskettäin selkäydinvamman saanut henkilö.
Muutaman viikon toipumisen jälkeen,
asennetaan ohjelmoitava pumppu
antamaan yksilöllinen farmakologinen cocktail
suoraan selkäytimeen.
Samalla kertaa asennetaan joukko elektrodeja,
jonkinlainen toinen iho,
joka peittää jalkoja kontrolloivaa selkäytimen aluetta,
ja tämä kokonaisuus kiinnitetään sähköiseen sykegeneraattoriin,
joka antaa ärsykkeitä, jotka vastaavat
juuri kyseisen potilaan tarpeita.
Näin taataan yksilöllinen elektrokemiallinen neuroproteesi,
joka mahdollistaa liikkumisen
harjoiteltaessa vastikään suunnitellun tukijärjestelmän avulla.
Toivon, että kuukausien harjoittelun jälkeen
jäljellä olevat yhteydet uusiutuvat riittävästi
mahdollistaen liikkumisen ilman robottia,
ehkä jopa ilman lääkitystä tai hermoärsykkeitä.
Toivon, että pystytään luomaan
yksilölliset edellytykset
tehostaa aivojen ja selkäytimen
mukautumiskykyä.
Täysin uusi periaate,
jota voidaan ehkä soveltaa muihin neurologisiin häiriöihin,
"yksilölliset neuroproteesit",
joissa herkistämällä ja ärsyttämällä hermojen rajapintoja
koko hermojärjestelmässä,
aivoissa, selkäytimessä,
jopa ääreishermoissa,
potilaskohtaisten häiriöiden perusteella.
Ei pyritä korvaamaan menetettyä toimintoa --
vaan auttamaan aivoja auttamaan itseään.
Toivottavast tämä kiehtoi mielikuvitustanne,
koska voin luvata,
ettei ole kysymys siitä, tapahtuuko tämä vallankumous,
vaan milloin se tapahtuu.
Muistakaa, olemme vain yhtä suuria kuin
mielikuvituksemme, unelmiemme kokoisia.
Kiitoksia.
(Suosionosoituksia)