The brain may be able to repair itself -- with help | Jocelyne Bloch

Translator: Kitchka Dyankova Reviewer: Darina Stoyanova

So I'm a neurosurgeon.

Аз съм неврохирург.

And like most of my colleagues,

И както повечето ми колеги,

I have to deal, every day, with human tragedies.

всеки ден срещам човешки трагедии.

I realize how your life can change from one second to the other

Зная как животът на човек може да се промени за секунда

after a major stroke or after a car accident.

след масивен удар или автомобилна катастрофа.

And what is very frustrating for us neurosurgeons

За нас, неврохирурзите, е много обезсърчаващо

is to realize that unlike other organs of the body,

да осъзнаваме, че за разлика от останалите органи в тялото,

the brain has very little ability for self-repair.

мозъкът има много ограничена способност да се самовъзстановява.

And after a major injury of your central nervous system,

След сериозно нараняване на централната нервна система

the patients often remain with a severe handicap.

пациентите често остават с тежки недъзи.

And that's probably the reason why I've chosen

И може би това е причината да избера

to be a functional neurosurgeon.

да бъда функционален неврохирург.

What is a functional neurosurgeon?

Какво означава функционален неврохирург?

It's a doctor who is trying to improve a neurological function

Това е лекар, който се опитва да подобри някаква неврологична функция

through different surgical strategies.

чрез различни хирургични стратегии.

You've certainly heard of one of the famous ones

Със сигурност сте чували за една известнa такaвa,

called deep brain stimulation,

наречена дълбока мозъчна стимулация,

where you implant an electrode in the depths of the brain

при която имплантираме електрод дълбоко в мозъка,

in order to modulate a circuit of neurons

за да модулираме верига от неврони,

to improve a neurological function.

така че да подобрим някаква неврологична функция.

It's really an amazing technology

Това е наистина изумителна технология

in that it has improved the destiny of patients

заради това, че е подобрила съдбата на пациенти

with Parkinson's disease,

с болестта на Паркинсон,

with severe tremor, with severe pain.

със силен тремор, със силна болка.

However, neuromodulation does not mean neuro-repair.

Невромодулацията, обаче, не означава невро-възстановяване.

And the dream of functional neurosurgeons

А мечтата на функционалния неврохирург

is to repair the brain.

е да възстанови мозъка.

I think

Мисля,

that we are approaching this dream.

че се доближаваме до тази мечта.

And I would like to show you

Бих искала да ви покажа

that we are very close to this.

колко близо сме до нея.

And that with a little bit of help,

И че с малко помощ,

the brain is able to help itself.

мозъкът е в състояние да си помогне сам.

So the story started 15 years ago.

Историята започва преди 15 години.

At that time, I was a chief resident

По онова време бях главен ординатор

working days and nights in the emergency room.

и работех денонощно в спешното отделение.

I often had to take care of patients with head trauma.

Често трябваше да се грижа за пациенти с травма на главата.

You have to imagine that when a patient comes in with a severe head trauma,

Трябва да знаете, че когато постъпи пациент с тежка травма на главата,

his brain is swelling

мозъкът му отича

and he's increasing his intracranial pressure.

и повишава вътречерепното налягане.

And in order to save his life,

За да спасим живота му,

you have to decrease this intracranial pressure.

трябва да понижим това вътречерепно налягане.

And to do that,

И за да го направим,

you sometimes have to remove a piece of swollen brain.

понякога трябва да отстраним част от отеклия мозък.

So instead of throwing away these pieces of swollen brain,

Вместо да изхвърляме тези парчета отекъл мозък,

we decided with Jean-François Brunet,

решихме с Жан-Франсоа Брюне,

who is a colleague of mine, a biologist,

който е мой колега, биолог,

to study them.

да ги изследваме.

What do I mean by that?

Какво имам предвид?

We wanted to grow cells from these pieces of tissue.

Искахме да отгледаме клетки от тези парчета тъкан.

It's not an easy task.

Това не е лесна задача.

Growing cells from a piece of tissue

Да отгледаме клетки от парче тъкан

is a bit the same as growing very small children

е донякъде като да отгледаме много малки деца

out from their family.

извън семейството им.

So you need to find the right nutrients,

Трябва да намерим подходящите хранителни вещества,

the warmth, the humidity

топлината, влажността

and all the nice environments to make them thrive.

и всички деликатни условия на средата, за да се развиват добре.

So that's exactly what we had to do with these cells.

Точно това трябваше да направим с тези клетки.

And after many attempts,

И след много опити

Jean-François did it.

Жан-Франсоа успя.

And that's what he saw under his microscope.

Ето какво видя той под микроскопа си.

And that was, for us, a major surprise.

За нас това беше огромна изненада.

Why?

Защо?

Because this looks exactly the same as a stem cell culture,

Защото изглежда точно като култура от стволови клетки,

with large green cells surrounding small, immature cells.

с големи зелени клетки, обграждащи малки недоразвити клетки.

And you may remember from biology class

Може би помните от уроците по биология,

that stem cells are immature cells,

че стволовите клетки са недоразвити клетки,

able to turn into any type of cell of the body.

способни да се превърнат във всякакъв тип клетки на тялото.

The adult brain has stem cells, but they're very rare

В мозъка на възрастните има стволови клетки, но са много малко

and they're located in deep and small niches

и се намират в дълбоки, малки ниши

in the depths of the brain.

в дълбините на мозъка.

So it was surprising to get this kind of stem cell culture

Затова беше изненадващо да получим такава култура от стволови клетки

from the superficial part of swollen brain we had

от повърхностната част на отеклия мозък, която имахме

in the operating theater.

в операционната.

And there was another intriguing observation:

Имахме и друго интригуващо наблюдение.

Regular stem cells are very active cells --

Обикновените стволови клетки са много активни -

cells that divide, divide, divide very quickly.

клетки, които се делят, делят, делят много бързо.

And they never die, they're immortal cells.

И никога не умират, безсмъртни са.

But these cells behave differently.

Докато тези клетки се държат различно.

They divide slowly,

Делят се бавно

and after a few weeks of culture,

и след няколко седмици култивиране

they even died.

дори умират.

So we were in front of a strange new cell population

Изправихме се пред странна нова популация от клетки,

that looked like stem cells but behaved differently.

които изглеждаха като стволовите, но се държаха различно.

And it took us a long time to understand where they came from.

И ни отне много време да разберем откъде идват.

They come from these cells.

Идват от тези клетки.

These blue and red cells are called doublecortin-positive cells.

Тези червено-сини клетки се наричат двойно позитивни кортикални клетки.

All of you have them in your brain.

Всички ги имате в мозъка си.

They represent four percent of your cortical brain cells.

Представляват четири процента от клетките в мозъчната кора.

They have a very important role during the development stage.

Те имат много важна роля по време на развитието.

When you were fetuses,

Когато сте били зародиши,

they helped your brain to fold itself.

са помагали на мозъка ви да се нагъне.

But why do they stay in your head?

Но защо остават в главата ви?

This, we don't know.

Това не знаем.

We think that they may participate in brain repair

Мислим, че може би участват във възстановяването на мозъка,

because we find them in higher concentration

защото ги откриваме в по-голяма концентрация

close to brain lesions.

близо до мозъчни увреждания.

But it's not so sure.

Но това не е сигурно.

But there is one clear thing --

Едно нещо е ясно -

that from these cells,

от тези клетки

we got our stem cell culture.

получихме културата стволови клетки.

And we were in front of a potential new source of cells

И стоим пред потенциален нов източник на клетки

to repair the brain.

за възстановяване на мозъка.

And we had to prove this.

Трябваше да докажем това.

So to prove it,

И за да го докажем,

we decided to design an experimental paradigm.

решихме да измислим експериментален модел.

The idea was to biopsy a piece of brain

Идеята беше да вземем с биопсия мозъчна тъкан

in a non-eloquent area of the brain,

от несвързана със сетивата и речта област на мозъка

and then to culture the cells

и после да култивираме клетките,

exactly the way Jean-François did it in his lab.

точно както Жан-Франсоа го направи в лабораторията си.

And then label them, to put color in them

След това да им сложим етикети, да ги оцветим,

in order to be able to track them in the brain.

за да можем да ги проследяваме в мозъка.

And the last step was to re-implant them

И последната стъпка - да ги ре-имплантираме

in the same individual.

на същия индивид.

We call these

Наричаме ги

autologous grafts -- autografts.

автологични присадки - автоприсадки.

So the first question we had,

Първият ни въпрос беше

"What will happen if we re-implant these cells in a normal brain,

какво ще стане, ако ре-имплантираме тези клетки в нормален мозък

and what will happen if we re-implant the same cells

и какво, ако ре-имплантираме същите клетки

in a lesioned brain?"

в увреден мозък?

Thanks to the help of professor Eric Rouiller,

Благодарение на помощта на професор Ерик Руие

we worked with monkeys.

работихме с маймуни.

So in the first-case scenario,

В първия случай

we re-implanted the cells in the normal brain

ре-имплантирахме клетките в нормален мозък

and what we saw is that they completely disappeared after a few weeks,

и видяхме как те напълно изчезнаха след няколко седмици,

as if they were taken from the brain,

сякаш бяха взети от мозъка,

they go back home,

после върнати вкъщи,

the space is already busy,

където мястото им вече е заето

they are not needed there, so they disappear.

и никой не се нуждае от тях, затова изчезнаха.

In the second-case scenario,

Във втория случай

we performed the lesion,

работихме с увреждането,

we re-implanted exactly the same cells,

ре-имплантирахме точно същите клетки

and in this case, the cells remained --

и в този случай клетките се запазиха

and they became mature neurons.

и станаха зрели неврони.

And that's the image of what we could observe under the microscope.

Ето какво видяхме под микроскопа.

Those are the cells that were re-implanted.

Това са ре-имплантираните клетки.

And the proof they carry,

И доказателството, което носят -

these little spots, those are the cells that we've labeled

тези малки петънца, това са клетките, на които сме сложили етикет

in vitro, when they were in culture.

ин витро, докато ги култивирахме.

But we could not stop here, of course.

Но, разбира се, не спряхме дотук.

Do these cells also help a monkey to recover after a lesion?

Дали тези клетки помагат на маймуната да се възстанови след увреждане?

So for that, we trained monkeys to perform a manual dexterity task.

За целта обучихме маймуни да изпълняват задача, изискваща сръчни ръце.

They had to retrieve food pellets from a tray.

Трябваше да донесат пелети храна от един поднос.

They were very good at it.

Справяха се много добре.

And when they had reached a plateau of performance,

И когато бяха постигнали върха в изпълнението си,

we did a lesion in the motor cortex corresponding to the hand motion.

увредихме моторния им кортекс, свързан с движението на ръцете.

So the monkeys were plegic,

Маймуните се парализираха,

they could not move their hand anymore.

не можеха вече да движат ръцете си.

And exactly the same as humans would do,

И точно както би се получило с хората,

they spontaneously recovered to a certain extent,

те спонтанно се възстановиха до определена степен,

exactly the same as after a stroke.

точно както след удар.

Patients are completely plegic,

Пациентите са напълно парализирани

and then they try to recover due to a brain plasticity mechanism,

и после опитват да се възстановят благодарение на гъвкав мозъчен механизъм,

they recover to a certain extent,

оздравяват до някаква степен,

exactly the same for the monkey.

която е съвсем същата при маймуните.

So when we were sure that the monkey had reached his plateau

Когато бяхме сигурни, че маймуната е стигнала до възможния връх

of spontaneous recovery,

на спонтанното оздравяване,

we implanted his own cells.

ѝ имплантирахме собствените ѝ клетки.

So on the left side, you see the monkey that has spontaneously recovered.

Отляво виждате маймуната, която се е възстановила спонтанно.

He's at about 40 to 50 percent of his previous performance

Тя е способна на около 40 до 50 процента от предишното си изпълнение

before the lesion.

преди увреждането.

He's not so accurate, not so quick.

Не е толкова точна, нито толкова бърза.

And look now when we re-implant the cells:

А вижте сега, когато ре-имплантираме клетките -

Two months after re-implantation, the same individual.

два месеца след ре-имплантирането, същия индивид.

(Applause)

(Аплодисменти)

It was also very exciting results for us, I tell you.

И за нас резултатите бяха много вълнуващи.

Since that time, we've understood much more about these cells.

Оттогава научихме още много за тези клетки.

We know that we can cryopreserve them,

Знаем, че можем да ги криоконсервираме,

we can use them later on.

да ги използваме след време.

We know that we can apply them in other neuropathological models,

Знаем, че можем да ги прилагаме и при други невропатологични модели,

like Parkinson's disease, for example.

като болестта на Паркинсон, например.

But our dream is still to implant them in humans.

Но мечтата ни все още е да ги имплантираме на хора.

And I really hope that I'll be able to show you soon

И наистина се надявам скоро да мога да ви покажа,

that the human brain is giving us the tools to repair itself.

че човешкият мозък ни дава инструментите за самовъзстановяването си.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(Аплодисменти)

Bruno Giussani: Jocelyne, this is amazing,

Бруно Джиусани: Джослин, това е удивително

and I'm sure that right now, there are several dozen people in the audience,

и съм сигурен, че сега има няколко дузини хора в публиката,

possibly even a majority,

може би дори са мнозинство,

who are thinking, "I know somebody who can use this."

които мислят: "Познавам някой, който може да използва това."

I do, in any case.

Аз поне познавам.

And of course the question is,

И разбира се, въпросът е

what are the biggest obstacles

какви са най-големите пречки

before you can go into human clinical trials?

преди да започнете клинични опити с хора?

Jocelyne Bloch: The biggest obstacles are regulations. (Laughs)

Джослин Блок: Най-голямата пречка е законодателството.(Смях)

So, from these exciting results, you need to fill out

След тези вълнуващи резултати трябва да попълним

about two kilograms of papers and forms

близо два килограма документи и форми,

to be able to go through these kind of trials.

за да можем да извършим такива опити.

BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.

БД: Което е разбираемо, мозъкът е деликатен и т.н.

JB: Yes, it is, but it takes a long time

ДБ: Да, така е, но е нужно много време,

and a lot of patience and almost a professional team to do it, you know?

много търпение и почти професионален екип, за да го направим, нали разбирате?

BG: If you project yourself --

БД: Ако проектирате себе си -

having done the research

след като сте направили проучването

and having tried to get permission to start the trials,

и сте опитали да получите разрешение за започването на опити -

if you project yourself out in time,

ако проектирате себе си напред във времето,

how many years before somebody gets into a hospital

колко години има преди някой да влезе в болница

and this therapy is available?

и тази терапия да е достъпна?

JB: So, it's very difficult to say.

ДБ: Много е трудно да се каже.

It depends, first, on the approval of the trial.

Преди всичко зависи от одобрението на опитите.

Will the regulation allow us to do it soon?

Законодателството ще ни позволи ли да ги направим скоро?

And then, you have to perform this kind of study

И после, този вид проучване трябва да се проведе

in a small group of patients.

в малка група от пациенти.

So it takes, already, a long time to select the patients,

Ще отнеме много време да изберем пациентите,

do the treatment

да проведем лечението

and evaluate if it's useful to do this kind of treatment.

и да преценим дали има полза от прилагането на този вид лечение.

And then you have to deploy this to a multicentric trial.

После трябва да включим в опитите много центрове.

You have to really prove first that it's useful

Първо наистина трябва да докажем, че лечението е полезно

before offering this treatment up for everybody.

преди да го предложим на всички.

BG: And safe, of course. JB: Of course.

БД: И че е безопасно, разбира се. ДБ: Разбира се.

BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this.

БД: Джослин, благодаря ти, че дойде на TED-конференция да споделиш това.

BG: Thank you.

БД: Благодаря.

(Applause)

(Аплодисменти)