Ben bir sinirbilimciyim
fizik ve tıp ile karışık bir geçmişim var.
Laboratuvarım İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nde
ve omurilik zedelenmelerine odaklı
ki bu konu dünya üzerinde
her yıl 50.000 den fazla insanı etkiliyor.
Etkilenen bireyler dramatik sonuçları ile
yaşamlarını tam anlamıyla altüst edecek bir olayla
saniyeler içinde yüzleşmekteler.
Ve bence, Süpermen (Çelik Adam),
Christopher Reeve,
omurilik hasarlı hastalar adına
en büyük farklındalığı yaratmıştır.
Ve bu benim bu konudaki kişisel yolculuğumun
ve bu alandaki
Christopher ve Dana Reeve Vakfı ile çalışarak araştırmalarımın başladığı noktadır.
Bu karar anını hala hatırlıyorum.
Vakıftaki sıradan bir çalışma gününün
henüz sonlarındaydım.
Chris uzman ve bilim adamlarına şöyle dedi,
Daha pragmatik olmalısınız.
Yarın laboratuvarınızdan ayrılırken,
sakatlanmış insanları görmek için
rehabilitasyon merkezine uğramanızı istiyorum.
Bir adım atabilmek için savaşan,
bagajlarını taşımak için mücadele eden.
Ve eve gittiğinizde,
araştırmalarınızda neyi değiştireceğinizi düşünün
bu insanların hayatlarını bir sonraki gün daha iyi yapmak için."
Bu konuşma aklıma takıldı.
Bu on yıl önce oldu.
Ama o günden beri laboratuvarım
omurilik yaralanması sonrası kurtarma için
pragmatik bir yaklaşım sergiliyor.
Ve benim bu yönde ilk adımım.
Medulla Spinalis Yaralanmalarında yeni bir model geliştirmekti.
Bu yaralanmanın önemli özelliklerinden bazılarının daha yakından görülmesini sağlayacaktı
ve kontrollü deney koşulları sunacaktı.
Ve bu amaçla, vücudun karşı taraflarına
iki hemiseksiyon yerleştirdik.
Bunlar beyin ve omurilik arasındaki
bağlantıyı tamamen kestiler.
Böylece bacakta tam
ve kalıcı bir hasar oluştu.
Ama sonra insanlardaki çoğu yaralanmada
sağlam bir sinir dokusu boşluğu görüldü
ki bu iyileşmeyi sağlayabilir.
Ama bunu nasıl gerçekleştirebiliriz?
Şey, klasik yaklaşım
müdahaleye başvurmaktan oluşur
ki bu özgün hedefteki kesik elyaf büyümesini
teşvik eder.
Ve bu tedavi için kesinlikle anahtar iken,
bana çok karmaşık görünüyordu.
Klinik sonuca hızla ulaşmak için
yapılması gereken çok açıktı.
Sorun hakkında farklı düşünmek zorundaydım.
Omurilik fizyolojisi üzerine
Nobel Ödüllü Sherrington ile başlayan
100 yıllık araştırma
gösterdi ki
çoğu yaralanmanın altındaki omurilik,
hareketleri koordine etmek için gereken
bütün sinir ağlarına sahip.
Ama beyinden veri girişi kesildiği için
uyuşuk, işlevsiz bir durumdalar
Benim fikrim: Bu ağı uyandırmak.
Fransa'da doktoramı tamamlamıştım.
Ve o sıralar Los Angeles'ta doktora sonrasındaydım (post-doc)
bağımsız düşünmenin teşvik
edilmediği bir yerde.
(Kahkaha)
Yeni patronumla konuşmaktan korktum,
Ama cesaretimi toplamaya karar verdim.
Harika danışmanımın kapısını çaldım,
Reggie Edgerton, yeni fikrimi paylaşmak için.
Beni dikkatle dinledi
ve bir sırıtma ile karşılık verdi:
"Neden sen denemiyorsun?"
Ve sizi temin ederim,
bu kariyerimde çok önemli bir andı.
büyük liderin gençlere ve
yeni fikirlere inandığını anladığım zaman.
Ve fikir şuydu:
Bu karışık konsepti açıklamak için
Basit bir metafor kullanacağım.
Lokomotor sisteminin bir araba olduğunu hayal edin.
Omurilik motorudur.
İletişim kesilir. Motor devre dışı bırakılır.
Motoru nasıl tekrar meşgul edebiliriz?
İlk olarak, yakıt sağlamak zorundayız;
İkincisi gaza basmalıyız;
Üçüncü olarak, arabayı sürmeliyiz.
Hareket sırasında beyinden gelen ve
bu şekilde çalışan sinir yolları olduğu
ortaya çıktı.
Benim fikrim: Bu eksik veri girdisini değiştirmek
Omuriliğe,beynin doğal olarak
ileteceği bir tür
müdahale vermek.
Bunun için nöroloji biliminin 20 yıllık araştırmalarını bastım
öncelikle eksik yakıtı farmakolojik ajanlar
ile yerine koymak için
ki bu omurilikteki nöronları ateşlenmeye hazırlar
ve ikincisi, gaz pedalını elektriksel uyarı ile
taklit etmek için.
Yani burada bir elektrot hayal edin
omuriliğin arkasında yerleştirilmiş
ağrısız bir uyarı verebilmek adına.
Uzun yıllar aldı, ama sonunda bir
elektrokimyasal nöroprotez geliştirdik
ki bu omurilikteki sinir ağını
uyuşuk bir durumdan işlevsel hale getirdi
Anında, felçli kobay ayakta durabiliyor.
Koşu bandı harekete başlar başlamaz
hayvan koordineli bacak hareketi gösterir,
ama beyin olmadan.
Burada, benim deyimimle ''omurilik beyin''
bilişsel olarak hareketli bacaktan doğan
duyusal bilgiyi işler
ve kası nasıl harekete geçireceğine dair kararlar verir
ayakta durmak, yürümek, koşmak için
ve hatta burada, koşuştururken
hemen ayakta dikilir
koşu bandı hareket etmeyi keserse.
Bu inanılmazdı
Bu beyin olmadan gerçekleşen hareket
beni hayran bırakmıştı.
Ama aynı zamanda rahatsız etmişti.
Bu hareket tamamen istemsizdi.
Hayvanın bacakları üstünde neredeyse hiç kontrolü yoktu.
Açıkça, direksiyon sistemi eksikti
ve sonra benim için
klasik rehabiltasyon paradigmasından uzaklaşmamız
gerektiği açıklığa kavuştu
bir koşu banda binme,
ve beyni gönüllü bir kontrol başlatmaya
teşvik etmek için gerekli şartları sağlama.
Bu düşünceyle,
kobayı bütün yönlerde destekleyebilecek
tamamen yeni bir robotik sistem geliştirdik.
Düşünün, bu gerçekten havalı.
200 gramlık bir fare hayal edin
Bu 200 kiloluk robotun ucuna bağlı,
ama fare robotu hissetmiyor.
Robot şeffaf,
tıpkı sizin ilk güvensiz adımları sırasında
küçük bir çocuğu tuttuğunuz gibi.
Özetlememe izin verin: Farenin omuriliğinde
onu sakat bırakan bir lezyon var
Elektrokimyasal nöroprotez ourilik
hareket ağları için işlevsel bir durum sağladı.
Robot, farenin sakat bacaklarını kullanmak
için her şeyi denemesine izin veren
güvenli bir ortam sağladı.
Ve motivasyon için, benim İsviçre'nin
en güçlü ilacı olduğunu düşündüğüm şeyi kullandık:
Güzel İsviçre çikolatası.
(Kahkaha)
Aslında, ilk sonuçlar çok, çok...
umut kırıcıydı.
İşte benim en iyi fiziksel terapistimin,
fareyi tek bir adım atmak için cesaretlendirirken
tamamen çuvallayışı.
Oysa aynı fare, beş dakika önce
koşu bandı üzerinde güzelce yürümüştü.
Sinir olmuştuk.
Ama bilirsiniz, bir bilim adamının
en temel özelliklerinden biri azmidir.
İnat ettik..Paradigmamızı yeniden tanımladık
ve birkaç aylık çalışmadan sonra
felçli sıçan ayakta durabiliyordu,
ve ne zaman istese,
bütün ağırlığını taşıyabilen bir hareket başlattı
ödüllere doğru koşmak için.
Bu şimdiye kadar omurilikte
tam ve daimi felce yol açan deneysel
bir lezyondan sonra gözlenen ilk gönüllü
bacak hareketi iyileşmesi.
Aslında--
(Alkış)
Teşekkürler.
Aslında, fare sadece bir zeminde
harekete başlayıp bunu sürdürmekle kalmıyor
bacak hareketlerini de ayarlayabiliyor.
Örneğin, bir merdiven tırmanmak için
.yer çekimine karşı koyabiliyor.
Size şunu söyleyeyim, bu
laboratuvarım için çok duygusal bir andı
Bu hedefe ulaşmak 10 yıllık
zor bir çalışmaya mal oldu.
Ama geriye kalan soru, nasıl?
Yani, nasıl mümkün olabilir?
Ve burada, bulduğumuz
tamamen beklenmedik bir şeydi.
Bu acayip çalışma paradigması
yeni bağlantılar oluşturmak için beyni teşvik etti,
bazıları beyinden bilgiyi dağıtan
devrelerin yerini aldı
yaralanmayı geçti ve yaranın altındaki hareket ağlarının
üstünden kortikal kontrolü yeniden inşaa etti.
Ve burada bir örnek görebilirsiniz,
beyinden gelen fiberleri kırmızı ile işaretlediğimiz yerleri.
Bu mavi nöron lokomotor merkezine bağlı
ve bu sinaptik bağlantı
takımının anlamı beynin
lokomotor merkezi ile yeniden bağlanması
tek bir yer değiştirmiş nöron ile.
Ama bu yeniden inşa lezyonlu
alan ile sınırlı değildi.
Bu merkezi sinir sistemi boyunca gerçekleşti
beyin sapı da dahil olmak üzere,
ki burada beyinden gelen elyaf
yoğunluğunda %300'e kadar artış gözledik
Biz omuriliği onarmayı hedeflememiştik
yine de yetişkin memeli
merkezi sinir sistemindeki
yaralanma sonrasında şimdiye
kadar gözlenen en kapsamlı
aksonal tasarımları üretebiliyoruz.
Ve bu keşfin arkasında
çok önemli bir mesaj var.
Bunlar çok yetenekli insanlardan oluşan
genç bir ekibin sonucudur.
Fiziksel terapistler, nörobiyolojistler, beyin cerrahları,
her türlü mühendis,
tek başına çalışan bireyler tarafından imkansız
olan bir şeyi birlikte elde ettik.
Bu gerçekten trans-disiplinli bir takım.
Birbirine o kadar yakın çalışıyorlar ki
burada bir DNA yatay transferi var.
M.D'lerin ve mühendislerin
olduğu yeni nesli yaratıyoruz
keşifleri tezgahtan başucuna kadar
çevirme yeteneğine sahip
Peki ya ben?
Ben sadece, bu güzel senfoni orkestrasının şefiyim.
Şimdi, hepinizin şunu merak ettiğine eminim:
Bu yaralı insanlara yardımcı olacak mı?
Ben de, her gün.
Gerçek şu ki henüz yeterince bilmiyoruz.
Bu kesinlikle bir omurilik yaralanması için bir tedavi değil,
ama bunun ; iyileşmeyi ve insanların
yaşam kalitesini geliştirecek bir müdahaleye
yol gösterdiğine inanmaya başladım.
Hepinizin bir dakikalığına
benimle hayal etmesini istiyorum.
Daha yeni omurilik yaralanması geçirmiş bir hasta hayal edin.
İyileşmenin birkaç hafta sonrasında
kişiselleştirilmiş farmakolojik bir
kokteyli direk omuriliğe sunmak için
programlanabilir bir pompa yerleştireceğiz.
Aynı zamanda, bir elektrot sırası yerleştireceğiz,
bir tür ikinci cilt
omuriliğin bacak hareketini kontrol eden alanını kapsayan,
ve bu sıra bir elektrik pulse jeneratörüne bağlı
ki bu kişinin ihtiyaçlarına uyarlanmış
uyarımlar sunar.
Bu hareketi olanaklı kılacak kişiselleştirilmiş
bir elektrokimyasal nöroprotezi tanımlar
eğitim sırasında yeni tasarlanmış destek sistemi ile .
Ve umuyorum ki bu birkaç aylık çalışmadan sonra
yeniden inşaa için yeterince artık bağlantı kalmıştır
robot olmadan harekete izin vermek için.
Hatta belki ilaç veya uyarı olmadan da.
Umudum burada beyinin ve
omuriliğin esnekliğini arttırabilmek
için kişiye özel şartlar
yaratabilmek.
Ve bu diğer nörolojik bozukluklar için geçerli
olabilecek yeni bir kavram
ben bunu "kişiselleştirilmiş nöroprotez," olarak adlandırıyorum
nöral arayüzleri hisseden ve uyaran.
Sinir sistemi boyunca yerleştirdiğim,
beyine, omuriliğe
hatta periferik sinirlere,
hastaya özgü bozulmaları temel alarak
Ama kayıp fonksiyonu yerine getirmek için değil, hayır...
Beynin kendi kendine yardım etmesi için.
Ve umarım bu hayal gücünüzü baştan çıkarmıştır
çünkü size söz verebilirim
bu mesele, böyle bir devrimin olup olmayacağı değil
ne zaman olacağı.
Ve unutmayın, biz sadece hayallerimiz kadar
muhteşemiz, rüyalarımız kadar büyüğüz.
Teşekkürler.
(Alkış)