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

Il topo paralizzato che camminò.

Filmed:
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I danni al midollo spinale possono tranciare la comunicazione tra il nostro cervello e il nostro corpo, portando alla paralisi. Fresco di laboratorio, Grégoire Courtine ci mostra un nuovo metodo - che unisce farmaci, elettrostimolazione e un robot - che potrebbe risvegliare i percorsi neurali e aiutare il corpo a imparare di nuovo a muoversi da solo. Guardate come funziona, con un topo paralizzato che riesce correre e salire le scale.
- 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 neuroscientistneuroscienziato
0
446
1625
Sono un neuroscienziato
00:14
with a mixedmisto backgroundsfondo in physicsfisica and medicinemedicina.
1
2071
3811
con una formazione mista in fisica e medicina.
00:17
My lablaboratorio at the SwissSvizzera FederalFederale InstituteIstituto of TechnologyTecnologia
2
5882
5041
Il mio laboratorio allo Swiss Federal Institute of Technology
00:22
focusessi concentra on spinalspinale cordcordone injuryferita,
3
10923
3190
si concentra sulle lesioni al midollo spinale,
00:26
whichquale affectscolpisce more than 50,000 people
4
14113
2731
che colpiscono più di 50.000 persone
00:28
around the worldmondo everyogni yearanno,
5
16844
2690
all'anno nel mondo,
00:31
with dramaticdrammatico consequencesconseguenze for affectedinfluenzato individualsindividui,
6
19534
3606
con conseguenze drammatiche per gli individui colpiti,
00:35
whosedi chi life literallyletteralmente shattersfrantuma
7
23140
2233
la cui vita va letteralmente in frantumi
00:37
in a matterimporta of a handfulmanciata of secondssecondi.
8
25373
3235
nel giro di una manciata di secondi.
00:40
And for me, the Man of SteelIn acciaio,
9
28608
3058
E per me, l'Uomo di Acciaio,
00:43
ChristopherChristopher ReeveReeve,
10
31666
2204
Christopher Reeve,
00:45
has bestmigliore raisedsollevato the awarenessconsapevolezza
11
33870
2090
è stato il migliore nella sensibilizzazione
00:47
on the distressangoscia of spinalspinale cordcordone injuredferito people.
12
35960
2915
riguardo le difficoltà delle persone con danni al midollo spinale.
00:50
And this is how I startediniziato my ownproprio personalpersonale journeyviaggio
13
38875
3139
Ed è così che ho iniziato il mio personale cammino
00:54
in this fieldcampo of researchricerca,
14
42014
1499
in questo campo di ricerca,
00:55
workinglavoro with the ChristopherChristopher and DanaDana ReeveReeve FoundationFondazione.
15
43513
3437
lavorando con la Fondazione Christopher and Dana Reeve.
00:58
I still rememberricorda this decisivedecisivo momentmomento.
16
46950
4596
Ancora mi ricordo questo momento decisivo.
01:03
It was just at the endfine of a regularregolare day of work
17
51546
1951
Verso la fine di una normale giornata di lavoro
01:05
with the foundationfondazione.
18
53497
1543
alla fondazione,
01:07
ChrisChris addressedindirizzata us, the scientistsscienziati and expertsesperti,
19
55040
4652
Chris disse a noi scienziati ed esperti,
01:11
"You have to be more pragmaticpragmatico.
20
59692
3593
"Dovete essere più pragmatici.
01:15
When leavingin partenza your laboratorylaboratorio tomorrowDomani,
21
63285
2352
Domani, quando uscirete dal laboratorio,
01:17
I want you to stop by the rehabilitationriabilitazione centercentro
22
65637
2904
voglio che vi fermiate al centro di riabilitazione
01:20
to watch injuredferito people
23
68541
1609
per osservare le persone lesionate
01:22
fightingcombattente to take a steppasso,
24
70150
2025
che combattono per compiere un passo,
01:24
strugglinglottando to maintainmantenere theirloro trunktronco.
25
72175
2641
faticando a mantenere l'equilibrio.
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
E quando siete a casa,
01:28
think of what you are going to changemodificare in your researchricerca
27
76229
2410
pensate a cosa cambierete nella vostra ricerca
01:30
on the followinga seguire day to make theirloro livesvite better."
28
78639
3568
il giorno successivo per migliorare le loro vite."
01:34
These wordsparole, they stuckincollato with me.
29
82207
4053
Queste parole non mi hanno mai lasciato.
01:38
This was more than 10 yearsanni agofa,
30
86260
2391
È stato più di 10 anni fa,
01:40
but ever sinceda, my laboratorylaboratorio has followedseguita
31
88651
2767
ma da allora, il mio laboratorio ha seguito
01:43
the pragmaticpragmatico approachapproccio to recoveryrecupero
32
91418
1963
un approccio pragmatico verso il recupero
01:45
after spinalspinale cordcordone injuryferita.
33
93381
2411
da lesioni al midollo spinale.
01:47
And my first steppasso in this directiondirezione
34
95792
2041
E il mio primo passo in questa direzione
01:49
was to developsviluppare a newnuovo modelmodello of spinalspinale cordcordone injuryferita
35
97833
3289
è stato lo sviluppo di un nuovo modello di lesione al midollo spinale
01:53
that would more closelystrettamente mimicimitare some of the keychiave featuresCaratteristiche of humanumano injuryferita
36
101122
3647
che imitasse con più precisione alcune delle caratteristiche principali dei danni sull'uomo,
01:56
while offeringofferta well-controlledben controllato experimentalsperimentale conditionscondizioni.
37
104769
3372
e che offrisse delle condizioni sperimentali ben controllate.
02:00
And for this purposescopo, we placedposto two hemisectionshemisections
38
108141
2567
Ed a questo scopo, abbiamo posizionato due emisezioni
02:02
on oppositedi fronte sideslati of the bodycorpo.
39
110708
1415
su lati opposti del corpo.
02:04
They completelycompletamente interruptinterrompere the communicationcomunicazione
40
112123
2145
Questi interrompono completamente la comunicazione
02:06
betweenfra the braincervello and the spinalspinale cordcordone,
41
114268
2582
tra il cervello e il midollo spinale,
02:08
thuscosì leadingprincipale to completecompletare and permanentpermanente paralysisparalisi
42
116850
2710
con la conseguente paralisi completa e permanente
02:11
of the leggamba.
43
119560
1767
della gamba.
02:13
But, as observedosservata, after mostmaggior parte injurieslesioni in humansgli esseri umani,
44
121327
3891
Ma, com'è stato osservato, dopo la maggior parte delle lesioni negli uomini,
02:17
there is this interveningintervenire gapdivario of intactintatto neuralneurale tissuefazzoletto di carta
45
125218
2950
c'è questo spazio intermedio di tessuto neurale intatto
02:20
throughattraverso whichquale recoveryrecupero can occursi verificano.
46
128168
2703
attraverso cui si può verificare la guarigione.
02:22
But how to make it happenaccadere?
47
130871
3041
Ma farlo succedere?
02:25
Well, the classicalclassica approachapproccio
48
133912
3361
Beh, l'approccio classico
02:29
consistsconsiste of applyingl'applicazione interventionintervento
49
137273
2636
consiste nel compiere un intervento
02:31
that would promotepromuovere the growthcrescita of the severedreciso fiberfibra
50
139909
2910
che favorisca la ricrescita delle fibre tranciate
02:34
to the originaloriginale targetbersaglio.
51
142819
2108
al punto originario.
02:36
And while this certainlycertamente remainedè rimasta the keychiave for a curecura,
52
144927
3751
E sebbene tale approccio sia rimasto la chiave per una cura,
02:40
this seemedsembrava extraordinarilyeccezionalmente complicatedcomplicato to me.
53
148678
3515
a me sembra incredibilmente complicato.
02:44
To reachraggiungere clinicalclinico fruitionfruizione rapidlyrapidamente,
54
152193
2725
Per raggiungere rapidamente il successo clinico,
02:46
it was obviousevidente:
55
154918
1560
era ovvio:
02:48
I had to think about the problemproblema differentlydiversamente.
56
156478
3920
dovevo pensare al problema in modo diverso.
02:52
It turnedtrasformato out that more than 100 yearsanni of researchricerca
57
160398
3108
Scopro che più di 100 anni di ricerca
02:55
on spinalspinale cordcordone physiologyfisiologia,
58
163506
1641
sulla fisiologia del midollo spinale,
02:57
startingdi partenza with the NobelNobel PrizePremio SherringtonCharles Scott Sherrington,
59
165147
2325
a partire dal Premio Nobel Sherrington,
02:59
had shownmostrato that
60
167472
1807
avevano mostrato che
03:01
the spinalspinale cordcordone, belowsotto mostmaggior parte injurieslesioni,
61
169279
2235
il midollo spinale, nella maggior parte delle lesioni,
03:03
containedcontenuta all the necessarynecessario and sufficientsufficiente neuralneurale networksreti
62
171514
3253
conteneva tutti i collegamenti neurali necessari e sufficienti
03:06
to coordinatecoordinare locomotionlocomozione,
63
174767
2320
per coordinare la locomozione,
03:09
but because inputingresso from the braincervello is interruptedinterrotto,
64
177087
2959
ma poiché viene interrotta la comunicazione con il cervello,
03:12
they are in a nonfunctionalnon funzionali statestato, like kindgenere of dormantdormienti.
65
180046
3168
sono in uno stato non-funzionante, come dormienti.
03:15
My ideaidea: We awakenrisvegliare this networkRete.
66
183214
4332
La mia idea: svegliare questi collegamenti.
03:19
And at the time, I was a post-doctoralpost-dottorato fellowcompagno in LosLos AngelesAngeles,
67
187546
4287
A quel tempo, ero un borsista post-dottorato a Los Angeles,
03:23
after completingcompletamento my PhPH.D. in FranceFrancia,
68
191833
2566
dopo aver completato il mio dottorato in Francia,
03:26
where independentindipendente thinkingpensiero
69
194399
1909
dove il pensiero indipendente
03:28
is not necessarilynecessariamente promotedpromossa.
70
196308
3107
non è necessariamente promulgato.
03:31
(LaughterRisate)
71
199415
1827
(risate)
03:33
I was afraidimpaurito to talk to my newnuovo bosscapo,
72
201242
3753
Avevo paura di parlare con il mio nuovo capo,
03:36
but decideddeciso to musterMuster up my couragecoraggio.
73
204995
2393
ma decisi di farmi coraggio.
03:39
I knockedbussato at the doorporta of my wonderfulmeraviglioso advisorAdvisor,
74
207388
2657
Bussai alla porta del mio fantastico relatore,
03:42
ReggieReggie EdgertonEdgerton, to shareCondividere my newnuovo ideaidea.
75
210045
3991
Reggie Edgerton, per condividere con lui la mia nuova idea.
03:46
He listenedascoltato to me carefullyaccuratamente,
76
214036
2250
Mi ascoltò attentamente,
03:48
and respondedrisposto with a gringrin.
77
216286
2941
e mi rispose con un gran sorriso,
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
"Perché non provi?"
03:53
And I promisepromettere to you,
79
221270
2125
E ve lo giuro,
03:55
this was suchcome an importantimportante momentmomento in my careercarriera,
80
223395
3355
questo è stato un momento così importante nella mia carriera,
03:58
when I realizedrealizzato that the great leadercapo
81
226750
2435
quando ho capito che il grande leader
04:01
believedcreduto in younggiovane people and newnuovo ideasidee.
82
229185
2993
aveva fiducia nei giovani e nelle idee nuove.
04:04
And this was the ideaidea:
83
232178
1608
E l'idea era questa:
04:05
I'm going to use a simplisticsemplicistico metaphormetafora
84
233786
2666
userò una metafora semplicistica
04:08
to explainspiegare to you this complicatedcomplicato conceptconcetto.
85
236452
2126
per spiegarvi questo concetto complicato.
04:10
ImagineImmaginate that the locomotordell'apparato locomotore systemsistema is a carauto.
86
238578
4766
Immaginate che il sistema locomotorio sia un'auto.
04:15
The enginemotore is the spinalspinale cordcordone.
87
243344
2246
Il motore è il midollo spinale.
04:17
The transmissiontrasmissione is interruptedinterrotto. The enginemotore is turnedtrasformato off.
88
245590
3258
La trasmissione viene interrotta. Il motore si spegne.
04:20
How could we re-engagerimpegnare the enginemotore?
89
248848
3007
Come possiamo far ripartire il motore?
04:23
First, we have to providefornire the fuelcarburante;
90
251855
3142
Prima di tutto, dobbiamo provvedere alla benzina;
04:26
secondsecondo, pressstampa the acceleratoracceleratore pedalpedale;
91
254997
2343
secondo, schiacciare l'acceleratore;
04:29
thirdterzo, steerSteer the carauto.
92
257340
1938
terzo, guidare l'auto.
04:31
It turnedtrasformato out that there are knownconosciuto neuralneurale pathwayspercorsi
93
259278
1762
Si è scoperto che ci sono dei percorsi conosciuti
04:33
comingvenuta from the braincervello that playgiocare this very functionfunzione
94
261040
2954
provenienti dal cervello che svolgono proprio questa funzione
04:35
duringdurante locomotionlocomozione.
95
263994
1382
durante la locomozione.
04:37
My ideaidea: ReplaceSostituire this missingmancante inputingresso
96
265376
2715
La mia idea: sostituire l'input mancante
04:40
to providefornire the spinalspinale cordcordone
97
268091
1402
per fornire al midollo spinale
04:41
with the kindgenere of interventionintervento
98
269493
1396
il tipo di intervento
04:42
that the braincervello would deliverconsegnare naturallynaturalmente in orderordine to walkcamminare.
99
270889
4730
che il cervello eseguirebbe naturalmente per camminare.
04:47
For this, I leveragedleveraged 20 yearsanni of pastpassato researchricerca in neuroscienceneuroscienza,
100
275619
4439
A tal scopo, ho usato a mio vantaggio gli ultimi 20 anni di ricerca della neuroscienza,
04:52
first to replacesostituire the missingmancante fuelcarburante
101
280058
2764
prima per sostituire il carburante mancante
04:54
with pharmacologicalfarmacologico agentsagenti
102
282822
2068
con agenti farmacologici
04:56
that preparepreparare the neuronsneuroni in the spinalspinale cordcordone to firefuoco,
103
284890
3480
che preparano i neuroni nel midollo spinale ad attivarsi
05:00
and secondsecondo, to mimicimitare the acceleratoracceleratore pedalpedale
104
288370
4055
e secondo, per imitare il pedale dell'acceleratore
05:04
with electricalelettrico stimulationstimolazione.
105
292425
1480
con la stimolazione elettrica.
05:05
So here imagineimmaginare an electrodeelettrodo
106
293905
2169
Immaginatevi quindi un elettrodo
05:08
implantedimpiantato on the back of the spinalspinale cordcordone
107
296074
2406
impiantato dietro al midollo spinale
05:10
to deliverconsegnare painlessindolore stimulationstimolazione.
108
298480
2262
che fornisce una stimolazione indolore.
05:12
It tookha preso manymolti yearsanni, but eventuallyinfine we developedsviluppato
109
300742
2832
Ci sono voluti molti anni, ma alla fine abbiamo sviluppato
05:15
an electrochemicalelettrochimica neuroprosthesisneuroprotesi
110
303574
2557
una neuroprotesi elettrochimica
05:18
that transformedtrasformato the neuralneurale networkRete
111
306131
1766
che trasforma i collegamenti neurali
05:19
in the spinalspinale cordcordone from dormantdormienti to a highlyaltamente functionalfunzionale statestato.
112
307897
5006
nel midollo spinale da dormienti ad uno stato altamente funzionante.
05:24
ImmediatelyImmediatamente, the paralyzedparalizzato ratratto can standstare in piedi.
113
312903
6280
Il topo paralizzato riesce a stare in piedi immediatamente.
05:31
As soonpresto as the treadmilltapis roulant beltcintura startsinizia movingin movimento,
114
319183
2327
Appena il tapis roulant inizia a muoversi,
05:33
the animalanimale showsSpettacoli coordinatedcoordinato movementmovimento of the leggamba,
115
321510
3806
l'animale mostra dei movimenti coordinati della zampa
05:37
but withoutsenza the braincervello.
116
325316
1978
ma senza il cervello.
05:39
Here what I call "the spinalspinale braincervello"
117
327294
1990
Qui, ciò che io chiamo "il cervello spinale"
05:41
cognitivelycognitivamente processesprocessi sensorysensoriale informationinformazione
118
329284
3122
elabora cognitivamente le informazioni sensoriali
05:44
arisingderivanti from the movingin movimento leggamba
119
332406
1895
provenienti dalla zampa in movimento
05:46
and makesfa decisionsdecisioni as to how to activateattivare the musclemuscolo
120
334301
3695
e prende decisioni su come attivare il muscolo
05:49
in orderordine to standstare in piedi, to walkcamminare, to runcorrere,
121
337996
3390
così da stare fermi, camminare, correre
05:53
and even here, while sprintingSprint,
122
341386
2112
e persino qui, mentre corre,
05:55
instantlyimmediatamente standstare in piedi
123
343498
2297
fermarsi immediatamente
05:57
if the treadmilltapis roulant stopsfermate movingin movimento.
124
345795
2463
se il tapis roulant si ferma.
06:00
This was amazingStupefacente.
125
348258
1337
Era incredibile.
06:01
I was completelycompletamente fascinatedaffascinato by this locomotionlocomozione
126
349595
3387
Ero completamente affascinato da questo movimento
06:04
withoutsenza the braincervello,
127
352982
2495
senza il cervello,
06:07
but at the samestesso time so frustratedfrustrato.
128
355477
3655
ma allo stesso tempo ero molto frustrato.
06:11
This locomotionlocomozione was completelycompletamente involuntaryinvolontario.
129
359132
2393
Questa locomozione era completamente involontaria.
06:13
The animalanimale had virtuallypotenzialmente no controlcontrollo over the legsgambe.
130
361525
3365
L'animale praticamente non aveva alcun controllo sulle zampe.
06:16
ClearlyChiaramente, the steeringtimone systemsistema was missingmancante.
131
364890
4120
Ovviamente, mancava il sistema di guida.
06:21
And it then becamedivenne obviousevidente from me
132
369010
1892
E poi realizzai che
06:22
that we had to movemossa away
133
370902
1348
dovevamo allontanarci
06:24
from the classicalclassica rehabilitationriabilitazione paradigmparadigma,
134
372250
3372
dal classico paradigma della riabilitazione,
06:27
steppingfare un passo on a treadmilltapis roulant,
135
375622
1722
salire su un tapis roulant,
06:29
and developsviluppare conditionscondizioni that would encourageincoraggiare
136
377344
3220
e creare condizioni che incoraggino
06:32
the braincervello to begininizio voluntaryvolontario controlcontrollo over the leggamba.
137
380564
5233
il cervello a prendere volontariamente il controllo della zampa.
06:37
With this in mindmente, we developedsviluppato a completelycompletamente newnuovo
138
385797
3385
Tenendo presente ciò, abbiamo sviluppato una struttura robotica
06:41
roboticrobotica systemsistema to supportsupporto the ratratto
139
389182
3230
totalmente nuova per aiutare il topo
06:44
in any directiondirezione of spacespazio.
140
392412
2526
in qualsiasi direzione dello spazio.
06:46
ImagineImmaginate, this is really coolfreddo.
141
394938
2175
Provate ad immaginare, è fortissimo.
06:49
So imagineimmaginare the little 200-gram-grammo ratratto
142
397113
3831
Immaginate il piccolo topo da 200 grammi
06:52
attachedallegato at the extremityestremità of this 200-kilo-kilo robotrobot,
143
400944
3701
attaccato all'estremità di questo robot da 200 chili,
06:56
but the ratratto does not feel the robotrobot.
144
404645
2572
ma il topo non percepisce il robot.
06:59
The robotrobot is transparenttrasparente,
145
407217
2072
Il robot è trasparente,
07:01
just like you would holdtenere a younggiovane childbambino
146
409289
2362
proprio come sosterreste un bambino piccolo
07:03
duringdurante the first insecureinsicuro stepspassaggi.
147
411651
2364
mentre compie i suoi primi insicuri passi.
07:06
Let me summarizeriassumere: The ratratto receivedricevuto
148
414015
3554
Lasciatemi riassumere: il topo aveva subito
07:09
a paralyzingparalizzante lesionlesione of the spinalspinale cordcordone.
149
417569
2445
una lesione paralizzante del midollo spinale.
07:12
The electrochemicalelettrochimica neuroprosthesisneuroprotesi enabledabilitato
150
420014
2590
La neuroprotesi elettromeccanica permetteva
07:14
a highlyaltamente functionalfunzionale statestato of the spinalspinale locomotordell'apparato locomotore networksreti.
151
422604
4207
uno stato altamente funzionante dei collegamenti spinali locomotori.
07:18
The robotrobot providedfornito the safesicuro environmentambiente
152
426811
3766
Il robot forniva l'ambiente sicuro
07:22
to allowpermettere the ratratto to attempttentativo anything
153
430577
1963
che permetteva al topo di provare qualsiasi cosa
07:24
to engageimpegnare the paralyzedparalizzato legsgambe.
154
432540
2682
che coinvolgesse le zampe paralizzate.
07:27
And for motivationmotivazione, we used what I think
155
435222
2825
E per motivarlo, abbiamo usato ciò che credo
07:30
is the mostmaggior parte powerfulpotente pharmacologyfarmacologia of SwitzerlandSvizzera:
156
438047
3834
sia il farmaco più potente della Svizzera:
07:33
fine SwissSvizzera chocolatecioccolato.
157
441881
2307
il cioccolato svizzero.
07:36
(LaughterRisate)
158
444188
2922
(risate)
07:39
ActuallyIn realtà, the first resultsrisultati were very, very,
159
447110
4563
A dire il vero, i primi risultati furono molto, molto,
07:43
very disappointingdeludente.
160
451673
2635
molto deludenti.
07:46
Here is my bestmigliore physicalfisico therapistterapeuta
161
454308
3302
Ecco il mio migliore fisioterapista
07:56
completelycompletamente failingin mancanza di to encourageincoraggiare the ratratto
162
464794
2590
che non riesce a convincere il topo
07:59
to take a singlesingolo steppasso,
163
467384
2061
a compiere un singolo passo,
08:01
whereasmentre the samestesso ratratto, fivecinque minutesminuti earlierprima,
164
469445
2846
mentre lo stesso topo, 5 minuti prima,
08:04
walkedcamminava beautifullymagnificamente on the treadmilltapis roulant.
165
472291
2306
camminava tranquillamente sul tapis roulant.
08:06
We were so frustratedfrustrato.
166
474597
2157
Eravamo molto frustrati.
08:08
But you know, one of the mostmaggior parte essentialessenziale qualitiesqualità
167
476754
2899
Ma sapete, una delle qualità più essenziali
08:11
of a scientistscienziato is perseveranceperseveranza.
168
479653
2476
per uno scienziato è la perseveranza.
08:14
We insistedha insistito. We refinedraffinato our paradigmparadigma,
169
482129
3416
Abbiamo insistito. Abbiamo migliorato il nostro paradigma,
08:17
and after severalparecchi monthsmesi of trainingformazione,
170
485545
2263
e dopo diversi mesi di allenamento,
08:19
the otherwisealtrimenti paralyzedparalizzato ratratto could standstare in piedi,
171
487808
3806
il topo precedentemente paralizzato poteva alzarsi,
08:23
and wheneverogni volta she decideddeciso,
172
491614
1812
e ogniqualvolta lo voleva,
08:25
initiatedavviato fullpieno weight-bearingpeso-cuscinetto locomotionlocomozione
173
493426
2332
si muoveva sostenendo il suo peso
08:27
to sprintsprint towardsin direzione the rewardsricompense.
174
495758
3250
per correre verso la ricompensa.
08:31
This is the first recoveryrecupero ever observedosservata
175
499008
3405
Questa è la prima guarigione mai osservata
08:34
of voluntaryvolontario leggamba movementmovimento
176
502413
1894
del movimento volontario di una zampa
08:36
after an experimentalsperimentale lesionlesione of the spinalspinale cordcordone
177
504307
2454
dopo una lesione sperimentale del midollo spinale
08:38
leadingprincipale to completecompletare and permanentpermanente paralysisparalisi.
178
506761
3461
con paralisi completa e permanente.
08:42
In factfatto --
179
510222
1987
Infatti...
08:44
(ApplauseApplausi)
180
512209
1720
(applausi)
08:45
Thank you.
181
513929
4379
Grazie.
08:50
In factfatto, not only could the ratratto initiateavviare
182
518308
3094
Infatti, non solo il topo poteva iniziare
08:53
and sustainsostenere locomotionlocomozione on the groundterra,
183
521402
2677
e sostenere il movimento sul suolo,
08:56
they could even adjustregolare leggamba movementmovimento,
184
524079
2281
ma poteva anche regolare il movimento della zampa,
08:58
for exampleesempio, to resistresistere gravitygravità
185
526360
2356
per esempio, per resistere alla gravità
09:00
in orderordine to climbscalata a staircasescala.
186
528716
2624
così da arrampicarsi su una scala.
09:03
I can promisepromettere you this was
187
531340
1950
Vi giuro che questo fu
09:05
suchcome an emotionalemotivo momentmomento in my laboratorylaboratorio.
188
533290
3109
un momento molto emozionante nel mio laboratorio.
09:08
It tookha preso us 10 yearsanni of harddifficile work
189
536399
2743
Ci sono voluti 10 anni di duro lavoro
09:11
to reachraggiungere this goalobbiettivo.
190
539142
2451
per raggiungere questo obbiettivo.
09:13
But the remainingresiduo questiondomanda was, how?
191
541593
2551
Ma rimaneva una domanda: come?
09:16
I mean, how is it possiblepossibile?
192
544144
1692
Voglio dire, com'è possibile?
09:17
And here, what we foundtrovato
193
545836
1678
E quello che scoprimmo
09:19
was completelycompletamente unexpectedinaspettato.
194
547514
3676
fu completamente inaspettato.
09:23
This novelromanzo trainingformazione paradigmparadigma
195
551190
4158
Questo nuovo paradigma di allenamento
09:27
encouragedha incoraggiato the braincervello to createcreare newnuovo connectionsconnessioni,
196
555348
3671
invogliava il cervello a creare nuove connessioni,
09:31
some relayrelè di circuitscircuiti
197
559019
2902
dei circuiti relè
09:33
that relayrelè di informationinformazione from the braincervello
198
561921
3048
che trasmettevano l'informazione dal cervello
09:36
pastpassato the injuryferita and restoreristabilire corticalcorticale controlcontrollo
199
564969
3156
oltrepassando il danno e riparando il controllo corticale
09:40
over the locomotordell'apparato locomotore networksreti belowsotto the injuryferita.
200
568125
3441
sui collegamenti locomotori al di sotto del danno.
09:43
And here, you can see one suchcome exampleesempio,
201
571566
2922
E qui, possiamo vederne un esempio,
09:46
where we labeletichetta the fibersfibre comingvenuta from the braincervello in redrosso.
202
574488
3363
in cui le fibre provenienti dal cervello sono indicate in rosso.
09:49
This blueblu neuronneurone is connectedcollegato with the locomotordell'apparato locomotore centercentro,
203
577851
3420
Questo neurone blue è connesso al centro locomotorio,
09:53
and what this constellationcostellazione
204
581271
2363
e questa costellazione
09:55
of synapticsinaptica contactscontatti meanssi intende
205
583634
2351
di contatti sinaptici sta a significare
09:57
is that the braincervello is reconnectedriconnesso with the locomotordell'apparato locomotore centercentro
206
585985
3799
che il cervello è riconnesso con il centro locomotorio
10:01
with only one relayrelè di neuronneurone.
207
589784
3998
attraverso un solo neurone trasmettente.
10:05
But the remodelingrimodellamento was not restrictedlimitato
208
593782
1931
Ma il rimodellamento non era confinato
10:07
to the lesionlesione areala zona.
209
595713
1087
all'area danneggiata.
10:08
It occurredsi è verificato throughoutper tutto the centralcentrale nervousnervoso systemsistema,
210
596800
3289
Si verificava in tutto il sistema nervoso centrale,
10:12
includingCompreso in the braincervello stemstelo,
211
600089
2318
compreso il tronco cerebrale,
10:14
where we observedosservata up to 300-percent-per cento increaseaumentare
212
602407
3262
in cui abbiamo osservato un aumento fino al 300%
10:17
in the densitydensità of fibersfibre comingvenuta from the braincervello.
213
605669
3759
della densità delle fibre provenienti dal cervello.
10:21
We did not aimscopo to repairriparazione the spinalspinale cordcordone,
214
609428
3527
Il nostro scopo non era riparare il midollo spinale,
10:24
yetancora we were ablecapace to promotepromuovere
215
612955
2597
tuttavia siamo stati in grado di dare il via
10:27
one of the more extensivevasto remodelingrimodellamento
216
615552
2157
a uno dei rimodellamenti più ampi
10:29
of axonalassonale projectionsproiezioni ever observedosservata
217
617709
2469
delle proiezioni assonali mai osservato
10:32
in the centralcentrale nervousnervoso systemsistema of adultadulto mammalmammifero
218
620178
2261
nel sistema nervoso centrale di un mammifero adulto
10:34
after an injuryferita.
219
622439
2545
dopo una lesione.
10:36
And there is a very importantimportante messagemessaggio
220
624984
5069
E dietro questa scoperta si cela
10:42
hiddennascosto behinddietro a this discoveryscoperta.
221
630053
4443
un messaggio molto importante.
10:46
They are the resultrisultato of a younggiovane teamsquadra
222
634496
3222
Sono il risultato di un gruppo di
10:49
of very talentedtalentuoso people:
223
637718
2392
persone giovani e piene di talento:
10:52
physicalfisico therapiststerapisti, neurobiologistsneurobiologi, neurosurgeonsneurochirurghi,
224
640110
4458
fisioterapisti, neurobiologi, neurochirurghi,
10:56
engineersingegneri of all kindstipi,
225
644568
2199
ingegneri di tutti i tipi,
10:58
who have achievedraggiunto togetherinsieme
226
646767
1791
che insieme hanno ottenuto qualcosa
11:00
what would have been impossibleimpossibile by singlesingolo individualsindividui.
227
648558
3643
che sarebbe stato impossibile per singoli individui.
11:04
This is trulyveramente a trans-disciplinarytrans-disciplinari teamsquadra.
228
652201
3083
Questo è veramente un gruppo trans-disciplinare.
11:07
They are workinglavoro so closevicino to eachogni other
229
655284
2188
Lavorano a così stretto contatto da
11:09
that there is horizontalorizzontale transfertrasferimento of DNADNA.
230
657472
3191
creare un trasferimento orizzontale di DNA.
11:12
We are creatingla creazione di the nextIl prossimo generationgenerazione
231
660663
1623
Stiamo creando la prossima generazione di
11:14
of M.D.'s'S and engineersingegneri
232
662286
2241
dottori in medicina e ingegneri
11:16
capablecapace of translatingtraduzione discoveriesscoperte all the way
233
664527
2444
in grado di portare le scoperte dal
11:18
from benchpanchina to bedsideComodino.
234
666971
2672
banco di lavoro al letto del paziente.
11:21
And me?
235
669643
2006
E io?
11:23
I am only the maestroMaestro who orchestratedorchestrato this beautifulbellissimo symphonySinfonia.
236
671649
4547
Io sono solo il conduttore che ha orchestrato questa bellissima sinfonia.
11:28
Now, I am sure you are all wonderingchiedendosi, aren'tnon sono you,
237
676196
6803
Ora, sono sicuro che tutti voi vi stiate chiedendo:
11:34
will this help injuredferito people?
238
682999
3764
questo aiuterà le persone lesionate?
11:38
Me too, everyogni day.
239
686763
3892
Anche io, ogni giorno.
11:42
The truthverità is that we don't know enoughabbastanza yetancora.
240
690655
3413
La verità è che non sappiamo ancora abbastanza.
11:46
This is certainlycertamente not a curecura for spinalspinale cordcordone injuryferita,
241
694068
4224
Questa non è certamente una cura per le lesioni al midollo spinale,
11:50
but I begininizio to believe that this maypuò leadcondurre
242
698292
2734
ma inizio a credere che questo possa portare
11:53
to an interventionintervento to improveMigliorare recoveryrecupero
243
701026
2567
a un intervento volto a migliorare la guarigione
11:55
and people'spersone di qualityqualità of life.
244
703593
3187
e la qualità della vita delle persone.
11:58
I would like you all
245
706780
2489
Vorrei che tutti voi
12:01
to take a momentmomento and dreamsognare with me.
246
709269
3627
provaste a sognare per un attimo con me.
12:04
ImagineImmaginate a personpersona just sufferedsubito a spinalspinale cordcordone injuryferita.
247
712896
5895
Immaginate una persona che ha appena subito una lesione del midollo spinale.
12:10
After a fewpochi weekssettimane of recoveryrecupero,
248
718791
3155
Dopo qualche settimana di riabilitazione,
12:13
we will implantdell'impianto a programmableprogrammabile pumppompa
249
721946
2360
impianteremo una pompa programmabile
12:16
to deliverconsegnare a personalizedpersonalizzato pharmacologicalfarmacologico cocktailcocktail
250
724306
3033
per immettere un cocktail farmacologico personalizzato
12:19
directlydirettamente to the spinalspinale cordcordone.
251
727339
2442
direttamente nel midollo spinale.
12:21
At the samestesso time, we will implantdell'impianto an electrodeelettrodo arrayschieramento,
252
729781
3263
Allo stesso tempo, impianteremo una serie di elettrodi,
12:25
a sortordinare of secondsecondo skinpelle
253
733044
2107
una specie di seconda pelle
12:27
coveringcopertura the areala zona of the spinalspinale cordcordone controllingcontrollo leggamba movementmovimento,
254
735151
3560
che copre l'area del midollo spinale al comando del movimento della gamba,
12:30
and this arrayschieramento is attachedallegato to an electricalelettrico pulseimpulso generatorGeneratore
255
738711
3266
e questo apparato è collegato a un generatore di impulsi elettrici
12:33
that deliversfornisce stimulationsstimolazioni that are tailoredsu misura
256
741977
2462
che fornisce stimoli che rispondono
12:36
to the person'spersona di needsesigenze.
257
744439
2186
alle necessità individuali della persona.
12:38
This definesdefinisce a personalizedpersonalizzato electrochemicalelettrochimica neuroprosthesisneuroprotesi
258
746625
4858
Questa è la definizione di una neuroprotesi elettromeccanica personalizzata
12:43
that will enableabilitare locomotionlocomozione
259
751483
2751
che permetterà il movimento
12:46
duringdurante trainingformazione with a newlyappena designedprogettato supportingsupporto systemsistema.
260
754234
4047
durante la riabilitazione con un sistema di supporto di nuova concezione.
12:50
And my hopesperanza is that after severalparecchi monthsmesi of trainingformazione,
261
758281
3283
E la mia speranza è che dopo alcuni mesi di riabilitazione,
12:53
there maypuò be enoughabbastanza remodelingrimodellamento of residualresiduo connectionconnessione
262
761564
2163
vi sia abbastanza rimodellamento delle restanti connessioni
12:55
to allowpermettere locomotionlocomozione withoutsenza the robotrobot,
263
763727
3669
da permettere il movimento senza il robot,
12:59
maybe even withoutsenza pharmacologyfarmacologia or stimulationstimolazione.
264
767396
3778
forse anche senza farmaci o stimolazioni.
13:03
My hopesperanza here is to be ablecapace to createcreare
265
771174
2534
La mia speranza è di essere in grado di creare
13:05
the personalizedpersonalizzato conditioncondizione
266
773708
2265
una condizione personalizzata
13:07
to boostSpinta the plasticityplasticità of the braincervello
267
775973
2663
per incrementare la malleabilità del cervello
13:10
and the spinalspinale cordcordone.
268
778636
1531
e del midollo spinale.
13:12
And this is a radicallyradicalmente newnuovo conceptconcetto
269
780167
2739
Questo è un concetto radicalmente nuovo
13:14
that maypuò applyapplicare to other neurologicalneurologico disordersdisturbi,
270
782906
3293
potenzialmente applicabile ad altre disfunzioni neurologiche,
13:18
what I termeddefinito "personalizedpersonalizzato neuroprostheticsneuroprotesi,"
271
786199
4538
ciò che ho chiamato "neuroprotesi personalizzate",
13:22
where by sensingsensing and stimulatingstimolando la neuralneurale interfacesinterfacce,
272
790737
3024
che, rilevando e stimolando le interfacce neurali,
13:25
I implantedimpiantato throughoutper tutto the nervousnervoso systemsistema,
273
793761
3714
ho impiantato in tutto il sistema nervoso,
13:29
in the braincervello, in the spinalspinale cordcordone,
274
797475
3341
nel cervello, nel midollo spinale,
13:32
even in peripheralperiferica nervesnervi,
275
800816
2756
anche nei nervi periferici,
13:35
basedbasato on patient-specificpaziente-specifici impairmentsdanni.
276
803572
3167
basandomi sui danni specifici del paziente.
13:38
But not to replacesostituire the lostperduto functionfunzione, no --
277
806739
4608
Ma non per rimpiazzare la funzione persa:
13:43
to help the braincervello help itselfsi.
278
811347
3191
per aiutare il cervello ad aiutarsi.
13:46
And I hopesperanza this enticedallettati your imaginationimmaginazione,
279
814538
2640
E spero che questo abbia stuzzicato la vostra immaginazione,
13:49
because I can promisepromettere to you
280
817178
1896
perché posso garantirvi che
13:51
this is not a matterimporta of whetherse this revolutionrivoluzione will occursi verificano,
281
819074
3243
non è questione di se questa rivoluzione accadrà,
13:54
but when.
282
822317
1792
ma quando.
13:56
And rememberricorda, we are only as great
283
824109
2233
E ricordatevi, siamo grandi quanto
13:58
as our imaginationimmaginazione, as biggrande as our dreamsognare.
284
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3585
la nostra immaginazione, grandi quanto i nostri sogni.
14:01
Thank you.
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1992
Grazie.
14:03
(ApplauseApplausi)
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831934
4000
(applausi)
Translated by Davide Giordani
Reviewed by Silvana Parascandolo

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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