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

グレゴワール・クルティーヌ: 全身麻痺のラットを歩かせる

Filmed:
989,937 views

脊髄損傷を負うと、脳と体のコミュニケーションが断ち切られ、全身麻痺につながります。グレゴワール・クルティーヌ氏は、薬、電気ショック、そしてロボットを用い、全身麻痺したラットの神経回路を呼び覚まし、再び歩かせる事に成功した新しい方法を、研究室でのその様子を披露しながら説明します。どのようにして、麻痺したラットを、走ったり階段を上り下りできるようにさせたのか、ご覧ください。
- 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

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
I am a neuroscientist神経科学者
0
446
1625
私は神経科学者ですが
00:14
with a mixed混合 backgroundバックグラウンド in physics物理 and medicine医学.
1
2071
3811
物理と医学を専門的に学びました
00:17
My lab研究室 at the Swissスイス Federal連邦 Institute研究所 of Technology技術
2
5882
5041
スイス連邦工科大学の研究室で
00:22
focuses焦点を当てる on spinal脊髄 cordコード injury損傷,
3
10923
3190
脊髄損傷を研究しています
00:26
whichどの affects影響を与える more than 50,000 people
4
14113
2731
世界中で 毎年5万人以上の人が
脊髄損傷事故という
00:28
around the world世界 everyすべて year,
5
16844
2690
世界中で 毎年5万人以上の人が
脊髄損傷事故という
00:31
with dramatic劇的 consequences結果 for affected影響を受けた individuals個人,
6
19534
3606
そのほんの一瞬の出来事によって
人生が一転し
00:35
whoseその life literally文字通り shatters粉砕する
7
23140
2233
そのほんの一瞬の出来事によって
人生が一転し
00:37
in a matter問題 of a handful一握りの of seconds.
8
25373
3235
劇的な生活の変化に苦しんでいます
00:40
And for me, the Man of Steel,
9
28608
3058
『スーパーマン』を演じたー
00:43
Christopherクリストファー Reeveリーブ,
10
31666
2204
クリストファー・リーヴにより
00:45
has bestベスト raised育った the awareness意識
11
33870
2090
脊髄損傷を負った人々の
苦脳に対する私の認識が高まり
00:47
on the distress苦痛 of spinal脊髄 cordコード injured負傷した people.
12
35960
2915
脊髄損傷を負った人々の
苦悩に対する私の認識が高まり
00:50
And this is how I started開始した my own自分の personal個人的 journey
13
38875
3139
私のこの分野の研究が
00:54
in this fieldフィールド of research研究,
14
42014
1499
私のこの分野の研究が
00:55
workingワーキング with the Christopherクリストファー and Danaダナ Reeveリーブ Foundation財団.
15
43513
3437
「クリストファー&ダナ・リーヴ基金」で始まったのです
00:58
I still remember思い出す this decisive決定的 moment瞬間.
16
46950
4596
ある決定的瞬間を
今でも覚えています
01:03
It was just at the end終わり of a regular定期的 day of work
17
51546
1951
ある日 いつものように
仕事を終えたばかりの時でした
01:05
with the foundation財団.
18
53497
1543
ある日 いつものように
仕事を終えたばかりの時でした
01:07
Chrisクリス addressed対処する us, the scientists科学者 and experts専門家,
19
55040
4652
クリスは私たち科学者や専門家に
こう言ったのです
01:11
"You have to be more pragmatic実利的.
20
59692
3593
「もっと現実的にならなきゃダメだ
01:15
When leaving去る your laboratory研究室 tomorrow明日,
21
63285
2352
明日 研究室を出る時はー
01:17
I want you to stop by the rehabilitationリハビリ centerセンター
22
65637
2904
リハビリセンターに
立ち寄って欲しい
01:20
to watch injured負傷した people
23
68541
1609
患者の姿を—
01:22
fighting戦う to take a stepステップ,
24
70150
2025
一歩踏み出すのに苦戦し—
01:24
struggling苦しい to maintain維持する their彼らの trunkトランク.
25
72175
2641
必死で 体を支える
彼らの姿を見て欲しいんだ
01:26
And when you go home,
26
74816
1413
そして家に帰ったら
01:28
think of what you are going to change変化する in your research研究
27
76229
2410
彼らの状況を改善するには
研究の何を変えるべきかを考えて欲しい」
01:30
on the following以下 day to make their彼らの lives人生 better."
28
78639
3568
彼らの状況を改善するには
研究の何を変えるべきかを考えて欲しい」
01:34
These words言葉, they stuck立ち往生 with me.
29
82207
4053
この言葉が
ずっと心に残っています
01:38
This was more than 10 years ago,
30
86260
2391
もう10年以上前の事ですが
01:40
but ever since以来, my laboratory研究室 has followed続く
31
88651
2767
それ以来 我々の研究では
脊髄損傷から回復するための
01:43
the pragmatic実利的 approachアプローチ to recovery回復
32
91418
1963
それ以来 我々の研究では
脊髄損傷から回復するための
01:45
after spinal脊髄 cordコード injury損傷.
33
93381
2411
実践的なアプローチを
行なってきました
01:47
And my first stepステップ in this direction方向
34
95792
2041
私が最初に行なった事は
01:49
was to develop開発する a new新しい modelモデル of spinal脊髄 cordコード injury損傷
35
97833
3289
新しく脊髄損傷のモデルを
作り出す事で
01:53
that would more closely密接に mimic模倣する some of the keyキー features特徴 of human人間 injury損傷
36
101122
3647
そのモデルは 人の脊髄損傷の
重要な特徴を備える一方
01:56
while offering募集 well-controlledよく制御された experimental実験的 conditions条件.
37
104769
3372
実験にも うまく使える状態で
なくては なりませんでした
02:00
And for this purpose目的, we placed置いた two hemisections半切れ
38
108141
2567
そのために ラットの脊髄の両側に
メスを入れ 半側切断を行いました
02:02
on opposite反対の sides両側 of the body.
39
110708
1415
そのために ラットの脊髄の両側に
メスを入れ 半側切断を行いました
02:04
They completely完全に interrupt割り込み the communicationコミュニケーション
40
112123
2145
これで 脳と脊髄の伝達を
完全に遮断することになり
02:06
betweenの間に the brain and the spinal脊髄 cordコード,
41
114268
2582
これで 脳と脊髄の伝達を
完全に遮断することになり
02:08
thusしたがって leading先導 to completeコンプリート and permanent永久的な paralysis麻痺
42
116850
2710
足が完全に
永久的に麻痺してしまいます
02:11
of the leg.
43
119560
1767
足が完全に
永久的に麻痺してしまいます
02:13
But, as observed観察された, after most最も injuries負傷 in humans人間,
44
121327
3891
でも 人の脊髄損傷の殆どには
02:17
there is this intervening介入する gapギャップ of intact損なわれていない neuralニューラル tissue組織
45
125218
2950
神経繊維の回復に利用できる
無傷の神経細胞が残っているのです
02:20
throughを通して whichどの recovery回復 can occur発生する.
46
128168
2703
神経繊維の回復に利用できる
無傷の神経細胞が残っているのです
02:22
But how to make it happen起こる?
47
130871
3041
でも その方法は?
02:25
Well, the classicalクラシック approachアプローチ
48
133912
3361
従来のアプローチは
02:29
consists〜する of applying申請中 intervention介入
49
137273
2636
治療介入を施すことで
02:31
that would promote促進する the growth成長 of the severed切断された fiberファイバ
50
139909
2910
切断された神経繊維を
元のように繋ぎ合うように
02:34
to the original元の targetターゲット.
51
142819
2108
成長を促す方法です
02:36
And while this certainly確かに remained残った the keyキー for a cure治す,
52
144927
3751
これは今でも確かに
治癒の鍵となるものですが
02:40
this seemed見えた extraordinarily異常に complicated複雑な to me.
53
148678
3515
しかし私には あまりにも
複雑だと思えたのです
02:44
To reachリーチ clinical臨床的 fruition結実 rapidly急速に,
54
152193
2725
速やかに臨床実験の成果を出すには
02:46
it was obvious明らか:
55
154918
1560
明らかに
02:48
I had to think about the problem問題 differently異なって.
56
156478
3920
問題の見方を変えなければ
いけませんでした
02:52
It turned回した out that more than 100 years of research研究
57
160398
3108
脊髄生理学における百年以上の
02:55
on spinal脊髄 cordコード physiology生理,
58
163506
1641
脊髄生理学における百年以上の
02:57
starting起動 with the Nobelノーベル Prize SherringtonSherrington,
59
165147
2325
ノーベル賞受賞者チャールズ・シェリントン
から始まる研究では
02:59
had shown示された that
60
167472
1807
ノーベル賞受賞者チャールズ・シェリントン
から始まる研究では
03:01
the spinal脊髄 cordコード, below以下 most最も injuries負傷,
61
169279
2235
脊髄損傷した部分より下の脊髄には
03:03
contained含まれる all the necessary必要 and sufficient十分 neuralニューラル networksネットワーク
62
171514
3253
殆どの場合 歩行運動に必要な
神経回路は十分にありますが
03:06
to coordinate調整する locomotion歩行,
63
174767
2320
殆どの場合 歩行運動に必要な
神経回路は十分にありますが
03:09
but because input入力 from the brain is interrupted中断された,
64
177087
2959
脳からの情報が
遮断されているので
03:12
they are in a nonfunctional機能していない state状態, like kind種類 of dormant休眠する.
65
180046
3168
休眠状態のような機能していない
状態にあることが分っています
03:15
My ideaアイディア: We awaken覚醒する this networkネットワーク.
66
183214
4332
そこで 私は
回路を目覚めさせる事を考えました
03:19
And at the time, I was a post-doctoralポストドクター fellow仲間 in Losロス Angelesアンジェルス,
67
187546
4287
当時 私はフランスで博士号取得後
ロスで博士研究員をしていました
03:23
after completing完了 my PhPh.D. in Franceフランス,
68
191833
2566
当時 私はフランスで博士号取得後
ロスで博士研究員をしていました
03:26
where independent独立した thinking考え
69
194399
1909
そこでは自立的な思考は
必ずしも歓迎されません
03:28
is not necessarily必ずしも promoted昇進した.
70
196308
3107
そこでは自立的な思考は
必ずしも歓迎されません
03:31
(Laughter笑い)
71
199415
1827
(笑)
03:33
I was afraid恐れ to talk to my new新しい bossボス,
72
201242
3753
新しい上司に話すのが
怖かったのですが
03:36
but decided決定しました to muster召集 up my courage勇気.
73
204995
2393
勇気を出すことにしたのです
03:39
I knockedノックアウト at the doorドア of my wonderful素晴らしい advisor顧問,
74
207388
2657
私の考えを聞いてもらおうと アドバイザーの
レジー・エジャートン博士を訪ねました
03:42
Reggieレジー Edgertonエドガートン, to shareシェア my new新しい ideaアイディア.
75
210045
3991
私の考えを聞いてもらおうと アドバイザーの
レジー・エジャートン博士を訪ねました
03:46
He listened聞いた to me carefully慎重に,
76
214036
2250
彼は 真剣に私の話を聞き
03:48
and responded応答した with a grin微笑む.
77
216286
2941
そして にこっと笑って言ったのです
03:51
"Why don't you try?"
78
219227
2043
「やってみらどうだ」と
これは間違いなく
03:53
And I promise約束する to you,
79
221270
2125
「やってみらどうだ」と
これは間違いなく
03:55
this was suchそのような an important重要 moment瞬間 in my careerキャリア,
80
223395
3355
私のキャリアにおいて重要な瞬間でした
03:58
when I realized実現した that the great leaderリーダー
81
226750
2435
偉大な指導者が 若者と新しいアイデア
を信じてくれていると知ったのです
04:01
believed信じる in young若い people and new新しい ideasアイデア.
82
229185
2993
偉大な指導者が 若者と新しいアイデア
を信じてくれていると知ったのです
04:04
And this was the ideaアイディア:
83
232178
1608
アイデアは こうです
04:05
I'm going to use a simplistic単純化した metaphor隠喩
84
233786
2666
複雑なコンセプトを説明するために
シンプルな比喩を使いましょう
04:08
to explain説明する to you this complicated複雑な concept概念.
85
236452
2126
複雑なコンセプトを説明するために
シンプルな比喩を使いましょう
04:10
Imagine想像する that the locomotor歩行者 systemシステム is a car.
86
238578
4766
運動組織を車だと考えて下さい
04:15
The engineエンジン is the spinal脊髄 cordコード.
87
243344
2246
エンジンは脊髄です
04:17
The transmission送信 is interrupted中断された. The engineエンジン is turned回した off.
88
245590
3258
トランズミッションは切断され
エンジンは止まりました
04:20
How could we re-engage再従事する the engineエンジン?
89
248848
3007
どうやって再起動しますか
04:23
First, we have to provide提供する the fuel燃料;
90
251855
3142
まず 燃料が必要です
04:26
second二番, press押す the acceleratorアクセル pedalペダル;
91
254997
2343
次に アクセルを踏んで
04:29
third三番, steer操縦する the car.
92
257340
1938
ハンドル操作も必要です
04:31
It turned回した out that there are known既知の neuralニューラル pathways経路
93
259278
1762
脳からの神経回路は
04:33
coming到来 from the brain that play遊びます this very function関数
94
261040
2954
歩行中 まさに この機能を
司っています
04:35
during locomotion歩行.
95
263994
1382
歩行中 まさに この機能を
司っています
04:37
My ideaアイディア: Replace置換 this missing行方不明 input入力
96
265376
2715
私のアイデアは
この損傷した回路に
04:40
to provide提供する the spinal脊髄 cordコード
97
268091
1402
私のアイデアは
この損傷した回路に
04:41
with the kind種類 of intervention介入
98
269493
1396
歩行の為に自然に脳がすることを
治療で補い施してあげることです
04:42
that the brain would deliver配信する naturally当然 in order注文 to walk歩く.
99
270889
4730
歩行の為に自然に脳がすることを
治療で補い施してあげることです
04:47
For this, I leveragedレバレッジド 20 years of past過去 research研究 in neuroscience神経科学,
100
275619
4439
そのために神経科学で
20年学んだ事を活かしました
04:52
first to replace置き換える the missing行方不明 fuel燃料
101
280058
2764
まず 薬剤を使って
足りない燃料に置き換えました
04:54
with pharmacological薬理学的 agentsエージェント
102
282822
2068
まず 薬剤を使って
足りない燃料に置き換えました
04:56
that prepare準備する the neuronsニューロン in the spinal脊髄 cordコード to fire火災,
103
284890
3480
脊髄内のニューロンが
発火できるようにです
05:00
and second二番, to mimic模倣する the acceleratorアクセル pedalペダル
104
288370
4055
次に アクセルペダルの役割に
電気刺激を使いました
05:04
with electrical電気 stimulation刺激.
105
292425
1480
次に アクセルペダルの役割に
電気刺激を使いました
05:05
So here imagine想像する an electrode電極
106
293905
2169
電極が脊髄に埋め込まれて
05:08
implanted移植された on the back of the spinal脊髄 cordコード
107
296074
2406
電極が脊髄に埋め込まれて
05:10
to deliver配信する painless痛みのない stimulation刺激.
108
298480
2262
痛みのない刺激を与えます
05:12
It took取った manyたくさんの years, but eventually最終的に we developed発展した
109
300742
2832
何年もかけ ついに
電気化学信号を使った
05:15
an electrochemical電気化学的 neuroprosthesis神経人工器官
110
303574
2557
神経補綴を開発し
05:18
that transformed変形した the neuralニューラル networkネットワーク
111
306131
1766
脊髄の神経回路を休眠状態から
機能状態に変えたのです
05:19
in the spinal脊髄 cordコード from dormant休眠する to a highly高く functional機能的 state状態.
112
307897
5006
脊髄の神経回路を休眠状態から
機能状態に変えたのです
05:24
Immediately直ちに, the paralyzed麻痺した ratラット can standスタンド.
113
312903
6280
すぐに 全身麻痺していたマウスは
立てるようになりました
05:31
As soonすぐに as the treadmillトレッドミル beltベルト starts開始する moving動く,
114
319183
2327
トレッドミルが動き始めると
05:33
the animal動物 showsショー coordinated調整された movement移動 of the leg,
115
321510
3806
その動きに合わせて足を
動かすようになったのです
05:37
but withoutなし the brain.
116
325316
1978
脳の指示なしにです
05:39
Here what I call "the spinal脊髄 brain"
117
327294
1990
私が呼ぶ「脊髄脳」は
05:41
cognitively認知的に processesプロセス sensory感覚 information情報
118
329284
3122
足の動きからの感覚情報を認知処理し
05:44
arising生じている from the moving動く leg
119
332406
1895
足の動きからの感覚情報を認知処理し
05:46
and makes作る decisions決定 as to how to activate活性化する the muscle
120
334301
3695
筋肉の動かし方を決め
05:49
in order注文 to standスタンド, to walk歩く, to run走る,
121
337996
3390
立ったり 歩いたりしました
05:53
and even here, while sprintingスプリント,
122
341386
2112
速く走っている時
05:55
instantly即座に standスタンド
123
343498
2297
トレッドミルが止まれば
立ち止まることさえできました
05:57
if the treadmillトレッドミル stops停止 moving動く.
124
345795
2463
トレッドミルが止まれば
立ち止まることさえできました
06:00
This was amazing素晴らしい.
125
348258
1337
驚くべき事でした
06:01
I was completely完全に fascinated魅惑的な by this locomotion歩行
126
349595
3387
脳からの指示なしに歩行できたことに
とても感動しました
06:04
withoutなし the brain,
127
352982
2495
脳からの指示なしに歩行できたことに
とても感動しました
06:07
but at the same同じ time so frustrated挫折した.
128
355477
3655
しかし同時に
歯がゆい思いもしました
06:11
This locomotion歩行 was completely完全に involuntary不随意の.
129
359132
2393
この歩行は
随意運動ではないからです
06:13
The animal動物 had virtually事実上 no controlコントロール over the legs.
130
361525
3365
マウスは自分の足を全く
コントロールすることはできません
06:16
Clearly明らかに, the steering操舵 systemシステム was missing行方不明.
131
364890
4120
明らかに「ハンドル操作」の
システムがないのです
06:21
And it then becameなりました obvious明らか from me
132
369010
1892
そして 私たちは従来の
リハビリの理論の枠から
06:22
that we had to move動く away
133
370902
1348
そして 私たちは従来の
リハビリの理論の粋から
06:24
from the classicalクラシック rehabilitationリハビリ paradigmパラダイム,
134
372250
3372
脱却しなければならないと
気がつきました
06:27
steppingステッピング on a treadmillトレッドミル,
135
375622
1722
トレッドミルを歩かせ
06:29
and develop開発する conditions条件 that would encourage奨励します
136
377344
3220
脳が足に随意運動をさせる状態に
06:32
the brain to beginベギン voluntary自発的 controlコントロール over the leg.
137
380564
5233
回復させるというのが
嘗てのリハリビ方法でした
06:37
With this in mindマインド, we developed発展した a completely完全に new新しい
138
385797
3385
これを念頭に置きながら
全く新しいー
06:41
roboticロボット systemシステム to supportサポート the ratラット
139
389182
3230
ラットがどの方向にも行けるよう
最新のロボットシステムを開発しました
06:44
in any direction方向 of spaceスペース.
140
392412
2526
ラットがどの方向にも行けるよう
最新のロボットシステムを開発しました
06:46
Imagine想像する, this is really coolクール.
141
394938
2175
とってもよく出来てるんですよ
06:49
So imagine想像する the little 200-gram-グラム ratラット
142
397113
3831
2百グラムの小さなラットを
06:52
attached添付された at the extremity of this 200-kilo-キロ robotロボット,
143
400944
3701
2百キロのロボットにつなぎます
06:56
but the ratラット does not feel the robotロボット.
144
404645
2572
しかし ラットはロボットを
感じる事はありません
06:59
The robotロボット is transparentトランスペアレント,
145
407217
2072
ロボットは単なる補助的なもので
07:01
just like you would holdホールド a young若い child
146
409289
2362
赤ちゃんが初めて立ち上がる時
支えるのと同じです
07:03
during the first insecure安全でない stepsステップ.
147
411651
2364
赤ちゃんが初めて立ち上がる時
支えるのと同じです
07:06
Let me summarize要約する: The ratラット received受け取った
148
414015
3554
つまり こうです
ラットに脊髄損傷を与え
07:09
a paralyzing麻痺する lesion病変 of the spinal脊髄 cordコード.
149
417569
2445
つまり こうです
ラットに脊髄損傷を与え
07:12
The electrochemical電気化学的 neuroprosthesis神経人工器官 enabled有効
150
420014
2590
電気化学信号を使った
神経プロテーゼで
07:14
a highly高く functional機能的 state状態 of the spinal脊髄 locomotor歩行者 networksネットワーク.
151
422604
4207
脊髄運動性神経回路を
機能できる状態にします
07:18
The robotロボット provided提供された the safe安全 environment環境
152
426811
3766
このロボットのお陰で
ラットが麻痺した足を
07:22
to allow許す the ratラット to attempt試みる anything
153
430577
1963
どのように動かしても
大丈夫なのです
07:24
to engage従事する the paralyzed麻痺した legs.
154
432540
2682
どのように動かしても
大丈夫なのです
07:27
And for motivation動機, we used what I think
155
435222
2825
動くモチベーションのためには
07:30
is the most最も powerful強力な pharmacology薬理学 of Switzerlandスイス:
156
438047
3834
スイスで最強の薬を使いました
07:33
fine Swissスイス chocolateチョコレート.
157
441881
2307
おいしいスイスチョコレートです
07:36
(Laughter笑い)
158
444188
2922
(笑)
07:39
Actually実際に, the first results結果 were very, very,
159
447110
4563
実は 最初の結果には
とても とても・・・
07:43
very disappointing失望する.
160
451673
2635
とっても 落胆させられました
07:46
Here is my bestベスト physical物理的 therapistセラピスト
161
454308
3302
彼女は最高の理学療法士ですが
07:56
completely完全に failing失敗する to encourage奨励します the ratラット
162
464794
2590
ラットに 一歩を踏み出させるのに
大失敗しています
07:59
to take a singleシングル stepステップ,
163
467384
2061
ラットに 一歩を踏み出させるのに
大失敗しています
08:01
whereas一方、 the same同じ ratラット, five minutes earlier先に,
164
469445
2846
5分前には 問題なく歩いていた
同じラットがです
08:04
walked歩いた beautifully美しく on the treadmillトレッドミル.
165
472291
2306
5分前には 問題なく歩いていた
同じラットがです
08:06
We were so frustrated挫折した.
166
474597
2157
私たちは 焦りを感じました
08:08
But you know, one of the most最も essential本質的な qualities品質
167
476754
2899
しかし ご存知のように科学者に
最も要求される資質は 忍耐力です
08:11
of a scientist科学者 is perseverance忍耐力.
168
479653
2476
しかし ご存知のように科学者に
最も要求される資質は 忍耐力です
08:14
We insisted主張した. We refined洗練された our paradigmパラダイム,
169
482129
3416
粘り強く 我々の理論に改良を重ね
08:17
and after severalいくつかの months数ヶ月 of trainingトレーニング,
170
485545
2263
何ヶ月もの訓練の後
08:19
the otherwiseさもないと paralyzed麻痺した ratラット could standスタンド,
171
487808
3806
麻痺したラットは
自分の意志で立ち
08:23
and wheneverいつでも she decided決定しました,
172
491614
1812
麻痺したラットは
自分の意志で立ち
08:25
initiated開始された full満員 weight-bearing体重負荷 locomotion歩行
173
493426
2332
自らご褒美に向かって
体重を支えて走ったのです
08:27
to sprintスプリント towards方向 the rewards報酬.
174
495758
3250
自らご褒美に向かって
体重を支えて走ったのです
08:31
This is the first recovery回復 ever observed観察された
175
499008
3405
これは 初めて見られた
足の随意運動で
08:34
of voluntary自発的 leg movement移動
176
502413
1894
これは 初めて見られた
足の随意運動で
08:36
after an experimental実験的 lesion病変 of the spinal脊髄 cordコード
177
504307
2454
全身麻痺モデル作成後
最初の回復への兆しでした
08:38
leading先導 to completeコンプリート and permanent永久的な paralysis麻痺.
178
506761
3461
全身麻痺モデル作成後
最初の回復への兆しでした
08:42
In fact事実 --
179
510222
1987
実は・・・
08:44
(Applause拍手)
180
512209
1720
(拍手)
08:45
Thank you.
181
513929
4379
ありがとう
08:50
In fact事実, not only could the ratラット initiate開始する
182
518308
3094
それに ラットが自分の意志で
平地を歩き続けただけでなく
08:53
and sustainサスティーン locomotion歩行 on the ground接地,
183
521402
2677
それに ラットが自分の意志で
平地を歩き続けただけでなく
08:56
they could even adjust調整する leg movement移動,
184
524079
2281
足の動きを調節する事もできたのです
08:58
for example, to resistレジスト gravity重力
185
526360
2356
例えば 階段を登るために
09:00
in order注文 to climb登る a staircase階段.
186
528716
2624
重力に逆らいました
09:03
I can promise約束する you this was
187
531340
1950
これは 本当に研究室における
感動的な瞬間でした
09:05
suchそのような an emotional感情の moment瞬間 in my laboratory研究室.
188
533290
3109
これは 本当に研究室における
感動的な瞬間でした
09:08
It took取った us 10 years of hardハード work
189
536399
2743
この目標に到達するまで
10年努力してきたのです
09:11
to reachリーチ this goalゴール.
190
539142
2451
この目標に到達するまで
10年努力してきたのです
09:13
But the remaining残り question質問 was, how?
191
541593
2551
しかし 残った問題は
この仕組みです
09:16
I mean, how is it possible可能?
192
544144
1692
なぜ こんなことが可能なのでしょう?
09:17
And here, what we found見つけた
193
545836
1678
実は 私たちが発見した事は
まったく予期せぬものでした
09:19
was completely完全に unexpected予想外の.
194
547514
3676
実は 私たちが発見した事は
まったく予期せぬものでした
09:23
This novel小説 trainingトレーニング paradigmパラダイム
195
551190
4158
この画期的な訓練によって
09:27
encouraged奨励 the brain to create作成する new新しい connections接続,
196
555348
3671
脳が新しい回路を
作れるようになったのです
09:31
some relayリレー circuits回路
197
559019
2902
ある種のリレー回路で
09:33
that relayリレー information情報 from the brain
198
561921
3048
脳からの情報をリレーして
09:36
past過去 the injury損傷 and restoreリストア cortical皮質 controlコントロール
199
564969
3156
損傷部を通り その下の運動神経回路の
皮質制御を復元したのです
09:40
over the locomotor歩行者 networksネットワーク below以下 the injury損傷.
200
568125
3441
損傷部を通り その下の運動神経回路の
皮質制御を復元したのです
09:43
And here, you can see one suchそのような example,
201
571566
2922
その一つの例が これです
09:46
where we labelラベル the fibers繊維 coming到来 from the brain in red.
202
574488
3363
脳から来ている線維を
赤にしてあります
09:49
This blue neuronニューロン is connected接続された with the locomotor歩行者 centerセンター,
203
577851
3420
青いニューロンが
運動中枢につながっています
09:53
and what this constellation星座
204
581271
2363
このシナプス接合の集まりが
意味することは
09:55
of synapticシナプス contacts連絡先 means手段
205
583634
2351
このシナプス接合の集まりが
意味することは
09:57
is that the brain is reconnected再接続された with the locomotor歩行者 centerセンター
206
585985
3799
脳はたった1つのリレーニューロンで
運動中枢に再接続しているということです
10:01
with only one relayリレー neuronニューロン.
207
589784
3998
脳はたった1つのリレーニューロンで
運動中枢に再接続しているということです
10:05
But the remodeling改造 was not restricted制限された
208
593782
1931
しかし この再構築は
損傷部分に限られていませんでした
10:07
to the lesion病変 areaエリア.
209
595713
1087
しかし この再構築は
損傷部分に限られていませんでした
10:08
It occurred発生した throughout全体を通して the central中央 nervous神経質な systemシステム,
210
596800
3289
脳幹を含む中枢神経組織に渡っても
起こっていて
10:12
includingを含む in the brain stem,
211
600089
2318
脳幹を含む中枢神経組織に渡っても
起こっていて
10:14
where we observed観察された up to 300-percent-パーセント increase増加する
212
602407
3262
脳からくる線維の密度が
最大 300%も上昇していました
10:17
in the density密度 of fibers繊維 coming到来 from the brain.
213
605669
3759
脳からくる線維の密度が
最大 300%も上昇していました
10:21
We did not aim目的 to repair修復 the spinal脊髄 cordコード,
214
609428
3527
脊髄自体を修復するのが
目的ではありませんでしたが
10:24
yetまだ we were ableできる to promote促進する
215
612955
2597
受損した 大人のほ乳類の
中枢神経組織に
10:27
one of the more extensive広範 remodeling改造
216
615552
2157
受損した 大人のほ乳類の
中枢神経組織に
10:29
of axonal軸索 projections予測 ever observed観察された
217
617709
2469
これ程の軸索投射の
再構築に成功したのは
10:32
in the central中央 nervous神経質な systemシステム of adult大人 mammal哺乳類
218
620178
2261
これ程の軸索投射の
再構築に成功したのは
10:34
after an injury損傷.
219
622439
2545
稀な事です
10:36
And there is a very important重要 messageメッセージ
220
624984
5069
この発見には
隠れた重要なメッセージがあります
10:42
hidden隠された behind後ろに this discovery発見.
221
630053
4443
この発見には
隠れた重要なメッセージがあります
10:46
They are the result結果 of a young若い teamチーム
222
634496
3222
それは 才能ある若いチームの功績です
10:49
of very talented才能のある people:
223
637718
2392
それは 才能ある若いチームの功績です
10:52
physical物理的 therapistsセラピスト, neurobiologists神経生物学者, neurosurgeons神経外科医,
224
640110
4458
理学療法士 神経生物学者
神経外科医
10:56
engineersエンジニア of all kinds種類,
225
644568
2199
様々なジャンルの技師たち
10:58
who have achieved達成された together一緒に
226
646767
1791
一人では決して成し遂げられなかった事を
共に達成しました
11:00
what would have been impossible不可能 by singleシングル individuals個人.
227
648558
3643
一人では決して成し遂げられなかった事を
共に達成しました
11:04
This is truly真に a trans-disciplinary学際的 teamチーム.
228
652201
3083
まさに専門分野を超えたチームです
11:07
They are workingワーキング so close閉じる to each other
229
655284
2188
密接な共同作業の中
11:09
that there is horizontal水平 transfer転送 of DNADNA.
230
657472
3191
専門知識を共有し合ったので
11:12
We are creating作成 the next generation世代
231
660663
1623
実験での発見を
実践的に応用出来る
11:14
of M.D.'s〜の and engineersエンジニア
232
662286
2241
実験での発見を
実践的に応用出来る
11:16
capable可能な of translating翻訳する discoveries発見 all the way
233
664527
2444
新世代の医学士と技師が
生まれているのです
11:18
from benchベンチ to bedsideベッドサイド.
234
666971
2672
新世代の医学士と技師が
生まれているのです
11:21
And me?
235
669643
2006
私の役目は?
11:23
I am only the maestroマエストロ who orchestratedオーケストレーション this beautiful綺麗な symphony交響曲.
236
671649
4547
私はこの美しいオーケストラの
指揮者に過ぎません
11:28
Now, I am sure you are all wondering不思議, aren'tない you,
237
676196
6803
さて 皆さんは
こう思っているでしょう
11:34
will this help injured負傷した people?
238
682999
3764
これで患者を助けられるのか?
11:38
Me too, everyすべて day.
239
686763
3892
私も毎日 考えています
11:42
The truth真実 is that we don't know enough十分な yetまだ.
240
690655
3413
正直に言うと 私たちには
分らない事がまだ一杯です
11:46
This is certainly確かに not a cure治す for spinal脊髄 cordコード injury損傷,
241
694068
4224
これは 確かにまだ脊随損傷の
治療にはなりません
11:50
but I beginベギン to believe that this mayかもしれない lead
242
698292
2734
しかし これが脊損からの回復や
患者の生活を改善することにー
11:53
to an intervention介入 to improve改善する recovery回復
243
701026
2567
しかし これが脊損からの回復や
患者の生活を改善することにー
11:55
and people's人々の quality品質 of life.
244
703593
3187
役立つと私は信じています
11:58
I would like you all
245
706780
2489
ちょっと私と一緒に
空想してみて下さい
12:01
to take a moment瞬間 and dream with me.
246
709269
3627
ちょっと私と一緒に
空想してみて下さい
12:04
Imagine想像する a person just suffered苦しんだ a spinal脊髄 cordコード injury損傷.
247
712896
5895
脊髄損傷を負った直後の人を
想像してください
12:10
After a few少数 weeks of recovery回復,
248
718791
3155
回復期 数週間目に
12:13
we will implantインプラント a programmableプログラム可能な pumpポンプ
249
721946
2360
脊髄に直接 薬剤を送れるよう
12:16
to deliver配信する a personalizedパーソナライズド pharmacological薬理学的 cocktailカクテル
250
724306
3033
プログラムで制御されたポンプを
埋め込みます
12:19
directly直接 to the spinal脊髄 cordコード.
251
727339
2442
プログラムで制御されたポンプを
埋め込みます
12:21
At the same同じ time, we will implantインプラント an electrode電極 arrayアレイ,
252
729781
3263
同時に 電極アレイも組み込みます
12:25
a sortソート of second二番 skin
253
733044
2107
足の動きを管理する 脊髄のエリアを
カバーする皮膚のようなものです
12:27
coveringカバーする the areaエリア of the spinal脊髄 cordコード controlling制御する leg movement移動,
254
735151
3560
足の動きを管理する 脊髄のエリアを
カバーする皮膚のようなものです
12:30
and this arrayアレイ is attached添付された to an electrical電気 pulseパルス generatorジェネレータ
255
738711
3266
この電極アレイは
電子パルス発生器につながっており
12:33
that delivers配信する stimulations刺激 that are tailoredテーラード
256
741977
2462
その人に必要な程度の
刺激を与えます
12:36
to the person's needsニーズ.
257
744439
2186
その人に必要な程度の
刺激を与えます
12:38
This defines定義する a personalizedパーソナライズド electrochemical電気化学的 neuroprosthesis神経人工器官
258
746625
4858
これが個別化された
電気化学神経プロテーゼで
12:43
that will enable有効にする locomotion歩行
259
751483
2751
新たな補助システムを使った
リハビリで歩行を可能にします
12:46
during trainingトレーニング with a newly新しく designed設計 supportingサポートする systemシステム.
260
754234
4047
新たな補助システムを使った
リハビリで歩行を可能にします
12:50
And my hope希望 is that after severalいくつかの months数ヶ月 of trainingトレーニング,
261
758281
3283
私の望みでは
数ヶ月のリハビリの後
12:53
there mayかもしれない be enough十分な remodeling改造 of residual残余 connection接続
262
761564
2163
受損後の回路が
十分に再形成され
12:55
to allow許す locomotion歩行 withoutなし the robotロボット,
263
763727
3669
ロボットなしで
動けるようになることです
12:59
maybe even withoutなし pharmacology薬理学 or stimulation刺激.
264
767396
3778
薬や刺激を与えなくても
いいかもしれません
13:03
My hope希望 here is to be ableできる to create作成する
265
771174
2534
今 私がしようとしているのは
13:05
the personalizedパーソナライズド condition調子
266
773708
2265
脳や脊髄の柔軟性を高めるために
13:07
to boostブースト the plasticity可塑性 of the brain
267
775973
2663
個別化された環境を作ることです
13:10
and the spinal脊髄 cordコード.
268
778636
1531
個別化された環境を作ることです
13:12
And this is a radically根本的に new新しい concept概念
269
780167
2739
これは画期的な考えであり
13:14
that mayかもしれない apply適用する to other neurological神経学 disorders障害,
270
782906
3293
他の神経障害にも
適用できるかもれません
13:18
what I termedと呼ばれる "personalizedパーソナライズド neuroprosthetics神経因性麻酔薬,"
271
786199
4538
これは “個別化神経プロテーゼ”と
私が 呼ぶもので
13:22
where by sensingセンシング and stimulating刺激する neuralニューラル interfacesインタフェース,
272
790737
3024
感知し刺激することにより
修復を促すインターフェイスを
13:25
I implanted移植された throughout全体を通して the nervous神経質な systemシステム,
273
793761
3714
脳や脊髄そして末端神経まで
神経組織全体に埋め込みます
13:29
in the brain, in the spinal脊髄 cordコード,
274
797475
3341
脳や脊髄そして末端神経まで
神経組織全体に埋め込みます
13:32
even in peripheral周辺 nerves神経,
275
800816
2756
脳や脊髄そして末端神経まで
神経組織全体に埋め込みます
13:35
basedベース on patient-specific患者固有の impairments障害.
276
803572
3167
患者それぞれの損傷に
合わせたものです
13:38
But not to replace置き換える the lost失われた function関数, no --
277
806739
4608
しかし 失われた機能を
置き換えるのではありません
13:43
to help the brain help itself自体.
278
811347
3191
脳が 自ら回復できるよう
手助けをするのです
13:46
And I hope希望 this enticed誘惑された your imagination想像力,
279
814538
2640
想像をかき立てられたでしょうか
13:49
because I can promise約束する to you
280
817178
1896
この革命は
「起きるかどうか」ではなく
13:51
this is not a matter問題 of whetherかどうか this revolution革命 will occur発生する,
281
819074
3243
この革命は
「起きるかどうか」ではなく
13:54
but when.
282
822317
1792
「いつ起こるか」です
13:56
And remember思い出す, we are only as great
283
824109
2233
心の思い描けないものは
実現できません
13:58
as our imagination想像力, as big大きい as our dream.
284
826357
3585
大きく夢見ることが大切なのです
14:01
Thank you.
285
829942
1992
ありがとうございました
14:03
(Applause拍手)
286
831934
4000
(拍手)
Translated by Ayumi McMullen
Reviewed by Reiko O Bovee

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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