0:00:00.446,0:00:02.071
Jestem neurologiem,

0:00:02.071,0:00:05.882
powiązanym z fizyką i medycyną.

0:00:05.882,0:00:10.923
Moje laboratorium w Szwajcarskim[br]Krajowym Instytucie Technicznym

0:00:10.923,0:00:14.113
koncentruje się na urazach[br]rdzenia kręgowego,

0:00:14.113,0:00:16.844
które dotykają ponad 50 tysięcy ludzi

0:00:16.844,0:00:19.534
na świecie każdego roku,

0:00:19.534,0:00:23.140
z dramatycznymi konsekwencjami dla osób,

0:00:23.140,0:00:25.373
których życie dosłownie się rozpadło

0:00:25.373,0:00:28.608
w ciągu kilku sekund.

0:00:28.608,0:00:31.666
Moim zdaniem, człowiek ze stali,

0:00:31.666,0:00:33.870
Christopher Reeve,

0:00:33.870,0:00:35.960
uświadomił nam udręki

0:00:35.960,0:00:38.875
ludzi z uszkodzonym rdzeniem kręgowym.

0:00:38.875,0:00:42.014
Tak się zaczęła moja osobista podróż

0:00:42.014,0:00:43.513
w tej dziedzinie badań,

0:00:43.513,0:00:46.950
od współpracy z Fundacją[br]Christophera i Dany Reeve.

0:00:46.950,0:00:51.546
Pamiętam decydujący moment.

0:00:51.546,0:00:53.497
Kończyłem właśnie normalny dzień pracy

0:00:53.497,0:00:55.040
w fundacji.

0:00:55.040,0:00:59.692
Chris zwrócił się do nas,[br]naukowców i ekspertów:

0:00:59.692,0:01:03.285
"Musicie być bardziej praktyczni.

0:01:03.285,0:01:05.637
Opuszczając jutro laboratorium,

0:01:05.637,0:01:08.541
zatrzymajcie się[br]przy centrum rehabilitacyjnym

0:01:08.541,0:01:10.150
i popatrzcie na kalekich ludzi,

0:01:10.150,0:01:12.175
walczących o każdy krok,

0:01:12.175,0:01:14.816
zmagających się z utrzymaniem tułowia.

0:01:14.816,0:01:16.229
Kiedy pójdziecie do domu

0:01:16.229,0:01:18.639
pomyślcie, co zmienić w badaniach

0:01:18.639,0:01:22.207
następnego dnia, aby poprawić im życie".

0:01:22.207,0:01:26.260
Te słowa utkwiły mi w pamięci.

0:01:26.260,0:01:28.651
Było to ponad 10 lat temu,

0:01:28.651,0:01:31.418
lecz od tamtej pory[br]przyjęliśmy w laboratorium

0:01:31.418,0:01:33.381
pragmatyczne podejście do leczenia

0:01:33.381,0:01:35.792
kontuzji rdzenia kręgowego.

0:01:35.792,0:01:37.833
Pierwszym krokiem było opracowanie

0:01:37.833,0:01:41.122
nowego wzorca kontuzji rdzenia,

0:01:41.122,0:01:44.769
który odpowiadałby[br]kluczowym cechom obrażeń ludzkich,

0:01:44.769,0:01:48.141
umożliwiając jednocześnie[br]kontrolę warunków badawczych.

0:01:48.141,0:01:50.708
W tym celu dokonaliśmy dwóch hemisekcji

0:01:50.708,0:01:52.123
po przeciwnych stronach ciała.

0:01:52.123,0:01:54.268
Zupełnie zakłóciły komunikację

0:01:54.268,0:01:56.850
między mózgiem i rdzeniem kręgowym,

0:01:56.850,0:01:59.560
co doprowadziło do całkowitego

0:01:59.560,0:02:01.327
i trwałego paraliżu nogi.

0:02:01.327,0:02:05.218
Wiadomo, że po większości urazów

0:02:05.218,0:02:08.168
zostaje pasmo[br]nienaruszonej tkanki nerwowej,

0:02:08.168,0:02:10.871
umożliwiające powrót do zdrowia.

0:02:10.871,0:02:13.912
Jak tego dokonać?

0:02:13.912,0:02:17.273
Podejście klasyczne

0:02:17.273,0:02:19.909
obejmuje zastosowanie zabiegu,

0:02:19.909,0:02:22.819
który pobudza wzrost uszkodzonych włókien

0:02:22.819,0:02:24.927
do wyjściowej wielkości.

0:02:24.927,0:02:28.678
Chociaż to klucz do leczenia,

0:02:28.678,0:02:32.193
wydaje się niezwykle skomplikowany.

0:02:32.193,0:02:34.918
By osiągnąć szybki efekt kliniczny,

0:02:34.918,0:02:36.478
było oczywiste,

0:02:36.478,0:02:40.398
że muszę inaczej podejść do problemu.

0:02:40.398,0:02:43.506
Otóż ponad stuletnie badania

0:02:43.506,0:02:45.147
fizjologii rdzenia kręgowego,

0:02:45.147,0:02:47.472
począwszy od noblisty Sherringtona,

0:02:47.472,0:02:49.279
wykazały, że rdzeń kręgowy

0:02:49.279,0:02:51.514
po większości urazów

0:02:51.514,0:02:54.767
zawiera wszystkie połączenia nerwowe

0:02:54.767,0:02:57.087
niezbędne do koordynacji ruchu.

0:02:57.087,0:03:00.046
Jednak przez zakłócenia przekazu z mózgu

0:03:00.046,0:03:03.214
połączenia te są nieczynne, jakby uśpione.

0:03:03.214,0:03:07.546
Mój pomysł: obudźmy tę sieć.

0:03:07.546,0:03:11.833
Byłem wtedy na stażu[br]postdoktoranckim w Los Angeles,

0:03:11.833,0:03:14.399
po otrzymaniu doktoratu we Francji,

0:03:14.399,0:03:16.308
gdzie niezależne myślenie

0:03:16.308,0:03:19.415
niekoniecznie jest promowane.

0:03:19.415,0:03:21.242
(Śmiech)

0:03:21.242,0:03:24.995
Obawiałem się rozmowy z nowym szefem,

0:03:24.995,0:03:27.388
lecz zebrałem się na odwagę.

0:03:27.388,0:03:30.045
Zapukałem do mojego doradcy,

0:03:30.045,0:03:34.036
Reggiego Edgertona,[br]by podzielić się pomysłem.

0:03:34.036,0:03:36.286
Wysłuchał mnie z uwagą

0:03:36.286,0:03:39.227
i odparł z szerokim uśmiechem:

0:03:39.227,0:03:41.270
"Czemu nie spróbujesz?".

0:03:41.270,0:03:43.395
Słowo daję,

0:03:43.395,0:03:46.750
to był ważny punkt mojej kariery,

0:03:46.750,0:03:49.185
gdy zrozumiałem, że doskonały lider

0:03:49.185,0:03:52.178
wierzy w młodych ludzi i nowe pomysły.

0:03:52.178,0:03:53.786
Oto mój pomysł.

0:03:53.786,0:03:56.452
Użyję prostej przenośni,

0:03:56.452,0:03:58.578
by to wyjaśnić.

0:03:58.578,0:04:03.344
Wyobraźcie sobie, że układ ruchu to auto.

0:04:03.344,0:04:05.590
Silnik to rdzeń kręgowy.

0:04:05.590,0:04:08.848
Napęd jest uszkodzony. Silnik nie działa.

0:04:08.848,0:04:11.855
Jak ponownie włączyć silnik?

0:04:11.855,0:04:14.997
Po pierwsze, musimy dostarczyć paliwa,

0:04:14.997,0:04:17.339
po drugie, nacisnąć pedał gazu,

0:04:17.339,0:04:19.278
po trzecie, kierować autem.

0:04:19.278,0:04:21.240
Okazało się, że znane są ścieżki nerwowe,

0:04:21.240,0:04:23.994
biegnące z mózgu, które pełnią tę funkcję

0:04:23.994,0:04:25.376
podczas ruchu.

0:04:25.376,0:04:28.091
Chciałem zastąpić[br]brakujące impulsy wejściowe,

0:04:28.091,0:04:30.889
by wysłać rdzeniowi kręgowemu sygnał,

0:04:30.889,0:04:35.619
jaki wysłałby mózg[br]przy inicjacji chodzenia.

0:04:35.619,0:04:40.058
Przejrzałem 20 lat publikacji[br]badań neurologicznych,

0:04:40.058,0:04:42.822
po pierwsze, by zastąpić brakujące paliwo

0:04:42.822,0:04:44.890
czynnikami farmakologicznymi,

0:04:44.890,0:04:48.370
które przygotują do odpalenia[br]neurony w rdzeniu,

0:04:48.370,0:04:52.425
po drugie, by naśladować pedał gazu

0:04:52.425,0:04:54.005
za pomocą elektrycznej stymulacji.

0:04:54.005,0:04:56.074
Wyobraźcie sobie elektrodę

0:04:56.074,0:04:58.480
wszczepioną od tyłu w rdzeń kręgowy,

0:04:58.480,0:05:00.742
by zapewnić bezbolesną stymulację.

0:05:00.742,0:05:03.574
Po wielu latach w końcu stworzyliśmy

0:05:03.574,0:05:06.131
elektrochemiczną neuroprotezę,

0:05:06.131,0:05:07.897
która przenosi układ nerwowy rdzenia

0:05:07.897,0:05:12.903
z uśpienia do stanu[br]wysokiej funkcjonalności.

0:05:12.903,0:05:19.183
Sparaliżowany szczur natychmiast wstał.

0:05:19.183,0:05:21.510
Gdy pas bieżni wystartował,

0:05:21.510,0:05:25.316
zwierzę wykazywało[br]skoordynowane ruchy kończyny,

0:05:25.316,0:05:27.294
bez udziału mózgu.

0:05:27.294,0:05:29.284
To, co nazywam "mózgiem rdzeniowym",

0:05:29.284,0:05:32.406
kognitywnie przetwarza[br]informacje sensoryczne,

0:05:32.406,0:05:34.301
pochodzące z poruszającej się kończyny

0:05:34.301,0:05:37.996
i decyduje, jak aktywować mięsień,

0:05:37.996,0:05:41.386
aby wstać, chodzić, biegać,

0:05:41.386,0:05:43.498
a nawet by podczas sprintu

0:05:43.498,0:05:45.795
nagle stanąć,

0:05:45.795,0:05:48.258
gdy zatrzymuje się bieżnia.

0:05:48.258,0:05:49.595
To było cudowne.

0:05:49.595,0:05:52.982
Całkowicie zafascynował mnie ruch

0:05:52.982,0:05:55.477
bez udziału mózgu,

0:05:55.477,0:05:59.132
ale jednocześnie poczułem frustrację.

0:05:59.132,0:06:01.525
Ruch w ogóle nie podlegał woli.

0:06:01.525,0:06:04.890
Zwierzę nie kontrolowało kończyn.

0:06:04.890,0:06:09.010
Brakowało systemu kierowania.

0:06:09.010,0:06:10.902
Wówczas stało się jasne,

0:06:10.902,0:06:12.250
że musimy zrezygnować

0:06:12.250,0:06:15.622
z modelu klasycznej rehabilitacji,

0:06:15.622,0:06:17.344
czyli bieżni,

0:06:17.344,0:06:20.564
i stworzyć warunki, które pobudzą mózg,

0:06:20.564,0:06:25.797
by przejął świadomą kontrolę nad kończyną.

0:06:25.797,0:06:29.182
Z tą myślą stworzyliśmy całkiem nowy

0:06:29.182,0:06:32.412
system robotyczny, by zapewnić szczurowi

0:06:32.412,0:06:34.938
swobodne ruchy w przestrzeni.

0:06:34.938,0:06:37.113
To naprawdę super.

0:06:37.113,0:06:40.944
Wyobraźcie sobie 0,2 kg szczura,

0:06:40.944,0:06:44.645
podłączonego do 200 kg robota,

0:06:44.645,0:06:47.217
którego szczur nie czuje.

0:06:47.217,0:06:49.289
Robot jest przezroczysty.

0:06:49.289,0:06:51.651
Jakbyście trzymali małe dziecko

0:06:51.651,0:06:54.015
podczas pierwszych niepewnych kroków.

0:06:54.015,0:06:57.569
Podsumujmy: szczur doznał

0:06:57.569,0:07:00.014
paraliżującego urazu rdzenia.

0:07:00.014,0:07:02.604
Elektrochemiczna neuroproteza umożliwiła

0:07:02.604,0:07:06.811
wysoce funkcjonalny stan[br]układu ruchowego w rdzeniu.

0:07:06.811,0:07:10.577
Robot zapewnił bezpieczne środowisko,

0:07:10.577,0:07:12.540
pozwalające szczurowi

0:07:12.540,0:07:15.222
użyć sparaliżowanej kończyny.

0:07:15.222,0:07:18.047
Dla zachęty użyliśmy

0:07:18.047,0:07:21.881
najsilniej działającego medykamentu:

0:07:21.881,0:07:24.188
doskonałej szwajcarskiej czekolady.

0:07:24.188,0:07:27.110
(Śmiech)

0:07:27.110,0:07:31.673
Pierwsze wyniki

0:07:31.673,0:07:34.308
bardzo nas zawiodły.

0:07:34.308,0:07:37.610
Mojemu najlepszemu fizjoterapeucie

0:07:44.794,0:07:47.384
nie udało się zachęcić szczura

0:07:47.384,0:07:49.445
do zrobienia choćby kroku,

0:07:49.445,0:07:52.291
choć pięć minut wcześniej

0:07:52.291,0:07:54.597
szczur pięknie kroczył po bieżni.

0:07:54.597,0:07:56.754
Czuliśmy zawód,

0:07:56.754,0:07:59.653
ale niezbędną cechą naukowca

0:07:59.653,0:08:02.129
jest wytrwałość.

0:08:02.129,0:08:05.545
Uparliśmy się. Zmieniliśmy wzorzec

0:08:05.545,0:08:07.808
i po kilku miesiącach treningu

0:08:07.808,0:08:11.614
sparaliżowany szczur mógł wstać

0:08:11.614,0:08:13.426
i gdy chciał,

0:08:13.426,0:08:15.758
rozpoczynał pełen zakres ruchów,

0:08:15.758,0:08:19.008
by biec po nagrodę.

0:08:19.008,0:08:22.413
To pierwsza kuracja w historii

0:08:22.413,0:08:24.307
prowadząca do świadomego[br]ruchu kończyną

0:08:24.307,0:08:26.761
po eksperymentalnym uszkodzeniu rdzenia,

0:08:26.761,0:08:30.222
który doprowadził do całkowitego[br]i trwałego paraliżu.

0:08:30.222,0:08:32.208
W zasadzie ...

0:08:32.208,0:08:33.929
(Brawa)

0:08:33.929,0:08:38.308
Dziękuję.

0:08:38.308,0:08:41.402
Szczur nie tylko mógł inicjować

0:08:41.402,0:08:44.078
i kontynuować ruch na podłożu,

0:08:44.078,0:08:46.360
lecz mógł korygować ruch kończyny,

0:08:46.360,0:08:48.716
np. by oprzeć się grawitacji

0:08:48.716,0:08:51.340
wchodząc po schodach.

0:08:51.340,0:08:53.290
To była niezwykle

0:08:53.290,0:08:56.399
emocjonująca chwila w laboratorium.

0:08:56.399,0:08:59.142
10 lat ciężkiej pracy

0:08:59.142,0:09:01.593
doprowadziło nas do celu.

0:09:01.593,0:09:04.144
Pozostaje pytanie: jak?

0:09:04.144,0:09:05.836
Jak to możliwe?

0:09:05.836,0:09:07.514
Nasze odkrycie

0:09:07.514,0:09:11.190
było całkowicie niespodziewane.

0:09:11.190,0:09:15.348
Nowatorski wzorzec treningu

0:09:15.348,0:09:19.019
pobudził mózg do tworzenia[br]nowych połączeń,

0:09:19.019,0:09:21.921
obwodów przekaźnikowych,

0:09:21.921,0:09:24.969
które przekazują informację z mózgu,

0:09:24.969,0:09:26.778
omijając uszkodzenie,

0:09:26.778,0:09:30.047
i odtwarzają kontrolę rdzenia[br]nad układem ruchu

0:09:30.047,0:09:31.566
poniżej urazu.

0:09:31.566,0:09:34.488
Na tym przykładzie oznaczyliśmy

0:09:34.488,0:09:37.851
biegnące z mózgu włókna na czerwono.

0:09:37.851,0:09:41.271
Niebieski neuron łączy się[br]z centrum ruchowym.

0:09:41.271,0:09:43.634
Ta konstelacja

0:09:43.634,0:09:45.985
połączeń synaptycznych oznacza,

0:09:45.985,0:09:49.784
że mózg odtworzył połączenie[br]z centrum ruchowym,

0:09:49.784,0:09:53.782
korzystając z zaledwie[br]jednego interneuronu.

0:09:53.782,0:09:55.713
Odtwarzanie nie ograniczyło się

0:09:55.713,0:09:57.090
do uszkodzonego miejsca.

0:09:57.090,0:10:00.089
Zaszło w całym[br]centralnym systemie nerwowym,

0:10:00.089,0:10:02.407
łącznie z pniem mózgu,

0:10:02.407,0:10:05.669
gdzie zaobserwowaliśmy 300% wzrost

0:10:05.669,0:10:09.428
gęstości włókien wychodzących z mózgu.

0:10:09.428,0:10:12.955
Nie zamierzaliśmy naprawić[br]rdzenia kręgowego,

0:10:12.955,0:10:15.552
jednak udało nam się doprowadzić

0:10:15.552,0:10:18.799
do najbardziej złożonej[br]rekonstrukcji aksonów,

0:10:18.799,0:10:20.178
jaką dotąd zaobserwowano

0:10:20.178,0:10:22.439
w centralnym systemie nerwowym

0:10:22.439,0:10:24.984
dorosłego ssaka po urazie.

0:10:24.984,0:10:30.053
Za tym odkryciem

0:10:30.053,0:10:34.496
kryje się ważna informacja.

0:10:34.496,0:10:37.718
Są to rezultaty pracy zespołu

0:10:37.718,0:10:40.110
młodych, utalentowanych ludzi:

0:10:40.110,0:10:44.568
fizykoterapeutów, neurobiologów,[br]neurochirurgów,

0:10:44.568,0:10:46.767
wszelkich inżynierów,

0:10:46.767,0:10:48.558
którzy wspólnie osiągnęli to,

0:10:48.558,0:10:52.201
co dla pojedynczej osoby[br]byłoby niemożliwe.

0:10:52.201,0:10:55.284
To zespół interdyscyplinarny.

0:10:55.284,0:10:57.472
Współpracowali tak blisko,

0:10:57.472,0:11:00.663
że nastąpiła pozioma wymiana DNA.

0:11:00.663,0:11:02.286
Tworzymy nowe pokolenie

0:11:02.286,0:11:04.527
lekarzy i inżynierów,

0:11:04.527,0:11:06.971
zdolnych przenosić odkrycia

0:11:06.971,0:11:09.643
z laboratorium do pacjenta.

0:11:09.643,0:11:11.649
A ja?

0:11:11.649,0:11:16.196
Zaledwie złożyłem elementy[br]tej pięknej symfonii.

0:11:16.196,0:11:22.999
Zastanawiacie się zapewne,

0:11:22.999,0:11:26.763
czy to pomoże kalekim ludziom?

0:11:26.763,0:11:30.655
Ja też, każdego dnia.

0:11:30.655,0:11:34.068
Wciąż za mało wiemy.

0:11:34.068,0:11:38.292
To nie jest lek na urazy[br]rdzenia kręgowego,

0:11:38.292,0:11:41.026
ale chyba może doprowadzić

0:11:41.026,0:11:43.593
do interwencji, która poprawi leczenie

0:11:43.593,0:11:46.780
i jakość ludzkiego życia.

0:11:46.780,0:11:49.269
Chciałbym, żebyście wszyscy

0:11:49.269,0:11:52.896
pomarzyli przez chwilę ze mną.

0:11:52.896,0:11:58.791
Wyobraźcie sobie osobę[br]cierpiącą na uraz rdzenia.

0:11:58.791,0:12:01.946
Po kilku tygodniach leczenia

0:12:01.946,0:12:04.306
wszczepiamy zaprogramowaną pompkę,

0:12:04.306,0:12:07.339
by dostarczyć koktajlu[br]zindywidualizowanych leków

0:12:07.339,0:12:09.781
wprost do rdzenia kręgowego.

0:12:09.781,0:12:13.044
Jednocześnie wszczepimy układ elektrod,

0:12:13.044,0:12:15.151
rodzaj drugiej skóry,

0:12:15.151,0:12:18.711
pokrywającej obszar rdzenia,[br]do kontroli ruchy kończyny.

0:12:18.711,0:12:21.977
Elektrody podłączy się[br]do generatora impulsów elektrycznych,

0:12:21.977,0:12:24.439
które dostarczą stymulacji

0:12:24.439,0:12:26.625
odpowiedniej dla osobistych potrzeb.

0:12:26.625,0:12:31.483
Oto opis zindywidualizowanej[br]neuroprotezy elektrochemicznej,

0:12:31.483,0:12:34.234
która umożliwi poruszanie

0:12:34.234,0:12:38.281
podczas treningu z nowo zaprojektowanym[br]systemem wspierającym.

0:12:38.281,0:12:41.564
Mam nadzieję,[br]że po kilku miesiącach treningu,

0:12:41.564,0:12:44.227
nastąpi wystarczające odtworzenie[br]szczątkowego połączenia,

0:12:44.227,0:12:47.396
żeby móc poruszać się bez robota,

0:12:47.396,0:12:51.174
a może nawet bez leków i stymulacji.

0:12:51.174,0:12:53.708
Mam nadzieję, że zdołamy stworzyć

0:12:53.708,0:12:55.973
zindywidualizowane warunki,

0:12:55.973,0:12:58.636
by pobudzić plastyczność mózgu

0:12:58.636,0:13:00.167
i rdzenia kręgowego.

0:13:00.167,0:13:02.906
Może uda się zastosować

0:13:02.906,0:13:06.199
tę radykalną koncepcję[br]do innych zaburzeń neurologicznych,

0:13:06.199,0:13:10.737
co nazywam[br]"zindywidualizowaną neuroprotetyką",

0:13:10.737,0:13:13.761
gdzie dzięki odczuwaniu i stymulacji[br]interfejsów nerwowych,

0:13:13.761,0:13:17.475
wszczepiłem implant do systemu nerwowego,

0:13:17.475,0:13:20.816
do mózgu, do rdzenia,

0:13:20.816,0:13:23.572
nawet do nerwów obwodowych

0:13:23.572,0:13:26.739
zależnie od upośledzenia pacjenta.

0:13:26.739,0:13:31.347
Nie dla zastąpienia utraconej funkcji,

0:13:31.347,0:13:34.538
lecz by pomóc mózgowi[br]w samodzielnej naprawie.

0:13:34.538,0:13:37.178
Mam nadzieję,[br]że pobudziłem waszą wyobraźnię,

0:13:37.178,0:13:39.074
bo jestem przekonany,

0:13:39.074,0:13:42.317
że ta rewolucja się zdarzy,

0:13:42.317,0:13:44.109
pytanie tylko kiedy.

0:13:44.109,0:13:46.342
Pamiętajcie, że jesteśmy tak wielcy

0:13:46.357,0:13:49.942
jak nasza wyobraźnia i marzenia.

0:13:49.942,0:13:51.934
Dziękuję.

0:13:51.934,0:13:55.934
(Brawa)