Sunt cercetător în neuroștiință,
studiez fizica şi medicina.
Laboratorul meu de la Institutul de Tehnologie Federală Elveţiană
se ocupă de afecţiunile şirei spinării,
care afectează peste 50.000 de oameni
anual în întreaga lume,
cu consecinţe dramatice asupra celor
ale căror vieţi sunt zdruncinate
în fracţiuni de secundă.
Iar mie, Omul de Oţel,
Christopher Reeve,
mi-a atras atenţia
asupra stresului acestor persoane.
Aşa mi-am început călătoria
în acest domeniu de cercetare,
lucrând cu Fundaţia Christopher şi Dana Reeve.
Îmi amintesc momentul decisiv.
Era o zi obişnuită de lucru
la fundaţie.
Chris ne-a spus nouă, cercetătorilor și experților,
„Trebuie să fiţi mai pragmatici.
Mâine când plecaţi de la laborator,
vreau să vă opriţi la centrul de reabilitare
să priviţi oamenii accidentaţi
care se luptă pas cu pas,
străduindu-se să-și susțină corpul.
Şi când mergeţi acasă,
să vă gândiţi ce veţi schimba în studiile voastre
a doua zi, pentru a le ușura viaţa."
Acele cuvinte m-au frapat.
S-a întâmplat acum 10 ani,
dar de atunci, laboratorul meu a urmat
o abordare pragmatică de recuperare
după accidentele de coloană.
Primul pas în această direcţie
a fost de a dezvolta un nou model al acestei afecţiuni
care ar putea imita îndeaproape modelul real
în condiţii controlate experimental.
Pentru asta, am aşezat două hemisecţiuni
pe părţi opuse ale corpului.
Ele au întrerupt comunicarea
dintre creier şi şira spinării,
ducând astfel la o paralizie permanentă
a piciorului.
Am observat însă că, în afecţiunile umane,
apare un amestec de ţesut neural intact
prin care se poate face recuperarea.
Dar cum facem asta să se întâmple?
Abordarea clasică
constă în aplicarea unei intervenţii
care permite creşterea fibrelor afectate
la locul afectat.
Asta era cheia pentru a găsi o vindecare,
ceea ce mi se părea foarte complicat.
Pentru rezultate clinice rapide,
era evident:
Trebuie să mă gândesc altfel la problemă.
S-a dovedit că peste 100 de ani de cercetare
în fiziologia şirei spinării,
începând cu Premiul Nobel Sherrington,
au arătat că
şira spinării, dintre cele mai multe leziuni,
conţine toate reţelele neurale necesare
să coordoneze mişcarea,
dar pentru că semnalul de la creier e întrerupt,
acestea nu funcţionează, ci dormitează.
Ideea mea: Să trezim această reţea.
Şi atunci, eram după doctorat în Los Angeles,
după ce îmi terminasem facultatea în Franţa,
acolo unde gândirea independentă
nu este neapărat promovată.
(Râsete)
Mi-a fost frică să vorbesc cu noul meu şef,
dar am decis să-mi adun curajul.
Am bătut la uşa minunatului consilier,
Reggie Edgerton, să îi spun ideea mea.
M-a ascultat atent,
şi mi-a răspuns cu un zâmbet.
„De ce nu încerci?"
Iar acela, vă spun,
a fost un moment foarte important în carieră,
în care am realizat că marele lider
crede în oamenii tineri şi ideile lor.
Iată ideea:
Voi folosi o metaforă simplă
să vă explic acest concept complicat.
Ne imaginăm că, sistemul locomotor e o maşină.
Motorul e şira spinării.
Transmisia e întreruptă. Motorul e oprit.
Cum îl punem în funcţiune?
Întâi, îi dăm combustibil;
apoi, apăsăm acceleraţia;
şi trei, să conducem maşina.
Am observat că există căi neuronale cunoscute
care vin de la creier şi care au această funcţie
în timpul mişcării.
Ideea mea -- înlocuim impulsul lipsă
pentru a furniza şirei spinării
intervenţia necesară
pentru ca creierul să comande mişcarea.
Am parcurs 20 de ani de studii de cercetare
întâi să înlocuiesc combustibilul lipsă
cu agenţi farmaceutici
care să pregătească neuronii şirei spinării să se apridă,
şi apoi, să mimez pedala de acceleraţie
cu stimularea electrică.
Imaginaţi-vă un electrod
implantat în şira spinării
care eliberează o stimulare nedureroasă.
A durat ceva, dar am dezvoltat în final
o neuroproteză electrochimică
care a transformat reţeaua neurală
din şira spinării nefuncţională, în stare funcţională.
Imediat, şobolanul a putut sta.
Când banda a început să se mişte,
animalul şi-a coordonat mişcarea piciorului,
însă fără creier.
Este ce numesc eu „creierul spinal"
care procesează cognitiv informaţiile senzoriale
care vin de la piciorul în mișcare
şi ia decizia să activeze muşchiul
pentru a sta, a merge, a fugi,
şi chiar a sprinta
şi a se opri instantaneu
dacă banda se opreşte.
A fost extraordinar.
Am fost fascinat de această locomoţie
fără creier,
dar şi frustrat.
Această locomoţie era complet involuntară.
Animalul nu avea control virtual asupra picioarelor.
Sistemul de direcţie lipsea.
Şi am realizat
că trebuie să ne îndepărtăm
de paradigma clasică a reabilitării,
să urcăm pe bandă,
şi să dezvoltăm condiţii care ar încuraja
creierul să înceapă să controleze voluntar piciorul.
Astfel, am dezvoltat un nou
sistem robotic care să sprijine şobolanul
în orice direcţie a spaţiului.
Imaginaţi-vă, e chiar grozav.
Un şobolan de 200 de grame
ataşat la extremitatea acestui robot de 200 de kile,
dar şobolanul nu simte robotul.
Acesta e transparent,
ca şi cum aţi susţine un copil mic
la primii lui paşi.
Să rezum: Şobolanul a suferit
o leziune paralizantă a şirei spinării.
Neuroproteza electrochimică i-a permis
o stare înalt funcţională a reţelei spinale locomotoare.
Robotul i-a oferit un mediu sigur
care a permis cobailui să facă orice
să îşi mişte picioarele paralizate.
Şi pentru motivaţie, am folosit ceea ce cred eu
că e cel mai puternic medicament din Elveţia:
ciocolata fină elveţiană.
(Râsete)
De fapt, primele rezultate au fost foarte, foarte,
descurajante.
Iată-l pe cel mai bun fizioterapeut
eşuând să încurajeze şobolanul
să facă un singur pas,
în timp ce, cu cinci minute înainte,
mergea aşa frumos pe bandă.
Eram aşa de frustraţi.
Dar ştiţi, una din calităţile esenţiale
ale unui om de ştiinţă e perseverenţa
Am insistat. Am rafinat paradigma,
şi după câteva luni de pregătire,
acel şobolan a putut sta în picioare,
şi putea decide,
iniţia mişcarea
pentru a sări spre răsplată.
Asta e prima recuperare observată
a unei mişcări voluntare a piciorului
după o leziune experimentală a şirei spinării
care a dus la paralizie permanentă.
De fapt --
(Aplauze)
Mulţumesc.
De fapt, nu numai că şobolanul a iniţiat
şi sustinut mişcarea pe pământ,
au putut să ajusteze mişcarea piciorului,
de exemplu, să reziste gravitaţiei
pentru a urca o scară.
Va spun ca ăsta a fost
un moment emoţionant în laborator.
Ne-a luat 10 ani de muncă grea
să ajungem aici.
Însă întrebarea era, cum?
Adică, cum este posibil?
Şi am găsit ceva
complet neaşteptat.
Această nouă paradigmă de training
încurajează creierul să creeze noi conexiuni,
circuite
care schimbă informaţii cu creierul
trec de rană şi restabilesc controlul cortical
asupra reţelei locomotoare de sub leziune.
Şi aici, puteţi vedea un asemenea exemplu,
în care am colorat fibrele care vin de la creier, în roşu.
Acest neuron albastru e conectat cu centrul locomotor,
iar această constelaţie
de contacte sinaptice înseamnă
că, creierul e reconectat cu centrul locomotor
doar cu un releu de neuroni.
Dar remodelarea nu s-a limitat
la aria leziunii.
S-a manifestat prin tot sistemul nervos central,
inclusiv trunchiul cerebral,
unde am observat o creştere de 300%
în densitatea fibrelor care vin de la creier.
Nu ne-am propus să reparăm coloana,
şi totuşi am reușit să creăm
una dintre cele mai extinse remodelări
ale proiecţiei axonale, observate vreodată
în sistemul nervos central al unui mamifer adult
după o leziune.
Există un mesaj foarte important,
ascuns în această descoperire.
Există rezultate ale unei echipe tinere
de oameni foarte talentaţi:
fizioterapeuţi, neurobiologi, neurochirurgi,
igineri de diferite specialităţi,
care au obţinut împreună
ceea ce nu s-a putut de unul singur.
E de fapt o echipa interdisciplinară.
Ei lucrează atât de strâns
că există un transfer orizontal de ADN.
Noi creăm următoarea generaţie
de doctoranzi şi ingineri
capabili să adapteze descoperirile
din laborator la patul bolnavului.
Iar eu?
Sunt un simplu maestru care conduce aceasta simfonie.
Acum cred că vă întrebaţi,
ajută asta oamenii afectaţi?
Şi eu mă întreb asta, zilnic.
Adevărul e că încă nu ştim destule.
Nu este un remediu pentru afecţiunile şirei spinării,
dar încep să cred că poate conduce
la o intervenţie de îmbunătaţire
a calităţii vieţii oamenilor.
Vreau ca toţi
să vă opriţi şi să visaţi cu mine.
Imaginaţi-vă o persoană care suferă de această afecţiune.
După câteva săptămâni de recuperare,
vom implanta o pompă programabilă
să livreze un cocktail farmacologic personalizat
direct în şira spinării.
În acelaşi timp, vom implanta electrozi,
un fel de altă piele
care acoperă aria şirei spinării controlând mişcarea piciorului,
iar această reţea e ataşată la un generator de puls electric
care livrează stimuli stabiliţi în
funcţie de nevoia persoanei.
Înseamnă o neuroproteză electrochimică personalizată
care va permite mişcarea
în timpul trainingului cu un nou sistem de suport.
Eu sper ca după câteva luni de training,
poate exista suficientă conexiune reziduală
care să permită mişcarea fără robot,
poate chiar fără stimulare farmacologică.
Sper să putem crea
condiţii personalizate
să mărim plasticitatea creierului
şi a şirei spinării.
Iar acesta este un concept radical nou
care se poate aplica şi altor afecţiuni neurologice,
denumite „neuroprostetice personalizate",
unde prin simţirea şi stimularea interfeţei neuronale,
am implantat prin sistemul nervos,
din creier, în șira spinării,
chiar în nervii periferici,
pe care se bazează dizabilitatea specifică a pacientului.
Dar nu pentru a înlocui funcţia pierdută, nu --
ci pentru a ajuta creierul.
Sper că asta v-a aprins imaginaţia,
pentru că vă promit,
nu-i vorba dacă se poate,
ci când.
Rețineți, suntem atât de mari
pe cât imaginaţia şi visele noastre.
Mulţumesc.
(Aplauze)