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

번역: Gemma Lee 검토: C. H. Jung

So I'm a neurosurgeon.

저는 신경외과 의사입니다.

And like most of my colleagues,

대부분의 제 동료들과 마찬가지로

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

저는 매일 인간들의 비극들과 마주하게 됩니다.

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

이 일을 하면서 저는 일초의 차이가 삶을 바꿀 수 있다는 걸 깨달았습니다.

after a major stroke or after a car accident.

심각한 뇌졸중이나 교통사고를 겪은 후에 말이죠.

And what is very frustrating for us neurosurgeons

외과의사로써 저희들을 굉장히 좌절시키는 건

is to realize that unlike other organs of the body,

몸의 다른 기관들과는 달리

the brain has very little ability for self-repair.

뇌는 스스로 회복하는 능력이 매우 적다는 데에 있습니다.

And after a major injury of your central nervous system,

중추신경계가 심각한 손상을 입으면

the patients often remain with a severe handicap.

그 후 환자들은 흔히 극심한 장애를 가지고 살아가게 됩니다.

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

그리고 바로 이것 때문에 저는

to be a functional neurosurgeon.

신경기능 외과의사가 되기로 결정했습니다.

What is a functional neurosurgeon?

신경기능 외과의사는 무엇일까요?

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

이는 신경기능의 향상을 위해 다양한 수술방법을 이용하는

through different surgical strategies.

의사를 의미합니다.

You've certainly heard of one of the famous ones

가장 유명한 방법 중의 하나인

called deep brain stimulation,

'뇌심부 자극'을 들어보셨을 겁니다.

where you implant an electrode in the depths of the brain

뇌의 깊은 곳에 전극을 심어서

in order to modulate a circuit of neurons

신경세포 회로를 조절하여

to improve a neurological function.

신경 기능을 촉진시키는 치료방법입니다.

It's really an amazing technology

참으로 놀라운 기술이죠.

in that it has improved the destiny of patients

심한 떨림과 고통을 받고 있는

with Parkinson's disease,

많은 파킨슨병 환자들을

with severe tremor, with severe pain.

돕고 있습니다.

However, neuromodulation does not mean neuro-repair.

하지만 신경조절술은 신경세포를 고치지 못합니다.

And the dream of functional neurosurgeons

그래서 신경외과의사들의 꿈은

is to repair the brain.

뇌 자체를 회복시키는 것입니다.

I think

그리고 저는 우리가

that we are approaching this dream.

이 꿈에 다가가고 있다고 생각합니다.

And I would like to show you

즉 이 꿈에 매우 근접했다고

that we are very close to this.

말씀드리고 싶습니다.

And that with a little bit of help,

약간의 도움만 있으면

the brain is able to help itself.

뇌는 스스로 도울 수 있습니다.

So the story started 15 years ago.

이야기는 15년전에 시작되었습니다.

At that time, I was a chief resident

제가 레지던트 생활을 하면서

working days and nights in the emergency room.

밤낮을 응급 환자실에서 일하고 있을 때였습니다.

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

머리에 외상을 입고 온 환자들을 치료해야했죠.

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

생각해보십시오. 머리에 외상을 입은 사람들은

his brain is swelling

대부분 뇌가 붓고

and he's increasing his intracranial pressure.

두개골 내의 압력이 증가합니다.

And in order to save his life,

그러한 사람의 목숨을 건질려면

you have to decrease this intracranial pressure.

두개골 내의 압력을 줄여야 하지요.

And to do that,

압력을 줄일려면

you sometimes have to remove a piece of swollen brain.

가끔 부은 뇌의 일부를 제거해야 합니다.

So instead of throwing away these pieces of swollen brain,

그리고 저는 잘라낸 부분들을 버리는 대신에

we decided with Jean-François Brunet,

저의 동료이자 생물학자인

who is a colleague of mine, a biologist,

쟝-프랑소아 브루넷과 함께

to study them.

연구를 시작하기로 결정했죠.

What do I mean by that?

좀더 상세히 말해보면

We wanted to grow cells from these pieces of tissue.

이 조직에서 새로운 세포를 길러내고 싶었습니다.

It's not an easy task.

그건 쉬운 일이 아닙니다.

Growing cells from a piece of tissue

한 조직으로부터 세포들을 길러내는 것은

is a bit the same as growing very small children

가족이 아주 조그만 아이를 키우는 것과

out from their family.

같다고 보시면 됩니다.

So you need to find the right nutrients,

올바른 영양분을 찾아야 되고

the warmth, the humidity

온도나, 습도와 같이

and all the nice environments to make them thrive.

자라는데 필요한 환경을 조성시켜야 합니다.

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

이 세포들을 기르기 위해 그렇게 했죠.

And after many attempts,

그리고 많은 시도끝에

Jean-François did it.

쟝-프랑소아가 해냈습니다.

And that's what he saw under his microscope.

그리고 이 사진은 그가 현미경을 통해 본 것입니다.

And that was, for us, a major surprise.

우리한테는 아주 놀라운 일이었어요.

Why?

왜냐고요?

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

이 사진에서 나오는 세포들의 모습이 줄기세포와 똑같이 생겼기 때문이죠.

with large green cells surrounding small, immature cells.

큰 녹색세포들이 미성숙된 작은 세포들을 감싸 안은 그 모습이 너무나 비슷했죠.

And you may remember from biology class

여러분께서 어렸을 적 생물시간에 배웠듯이

that stem cells are immature cells,

줄기세포는 미성숙 세포이고

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

몸에서 어떤 세포로도 성숙할 수 있습니다.

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

성인의 뇌에는 줄기세포가 있지만 매우 드물고

and they're located in deep and small niches

깊고 작은 뇌 속 틈새에

in the depths of the brain.

자리해 있습니다.

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

그래서 뇌에서 줄기 세포조직을 얻어낸 것이 너무나 신기했습니다.

from the superficial part of swollen brain we had

수술실에서 부은 뇌를 잘라낸 조직에서

in the operating theater.

가져온 샘플인데도 말이죠.

And there was another intriguing observation:

게다가 더 흥미로웠던 발견이 있었습니다.

Regular stem cells are very active cells --

일반적인 줄기세포는 매우 활발합니다.

cells that divide, divide, divide very quickly.

매우 빨리 분열하고

And they never die, they're immortal cells.

죽지 않아서 불멸 세포라고도 하지요.

But these cells behave differently.

하지만 이 세포들은 다르게 행동했습니다.

They divide slowly,

느리게 분열했고

and after a few weeks of culture,

몇 주간의 배양 후에는

they even died.

죽기도 했습니다.

So we were in front of a strange new cell population

줄기 세포처럼 보이지만 다르게 행동하는

that looked like stem cells but behaved differently.

새롭고 이상한 세포였습니다.

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

그 세포들이 어디서 왔는지 알아내기까지는 오랜시간이 걸렸습니다.

They come from these cells.

이러한 세포들으로부터 나왔습니다.

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

이 파란색과 빨간색 세포들, 더블코르틴-양성세포들입니다.

All of you have them in your brain.

여려분의 뇌에도 이 세포가 있습니다.

They represent four percent of your cortical brain cells.

이 세포들은 대뇌 피질의 4%를 차지합니다.

They have a very important role during the development stage.

이 세포들은 뇌의 성장과정에 매우 중요합니다.

When you were fetuses,

여러분이 태아였을때

they helped your brain to fold itself.

뇌가 접힐 수 있도록 도와준 세포들입니다.

But why do they stay in your head?

하지만 왜 계속 뇌 속에 머물러 있는 걸까요?

This, we don't know.

저희도 모릅니다.

We think that they may participate in brain repair

하지만 저희는 뇌의 재생과 관련되어 있다고 봅니다.

because we find them in higher concentration

왜냐하면 이 세포들은 뇌 손상 부위에 많이

close to brain lesions.

분포해 있기 때문이죠.

But it's not so sure.

정확하지는 않습니다.

But there is one clear thing --

하지만 하나 확실한 것은

that from these cells,

이 세포들로부터

we got our stem cell culture.

줄기세포 조직을 찾았다는 점입니다.

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

뇌를 재생할 잠재력을 지닌

to repair the brain.

세포들이라 생각을 했고

And we had to prove this.

이것을 입증해야 했습니다.

So to prove it,

그것을 입증하기 위해

we decided to design an experimental paradigm.

실험을 통한 예시를 준비했습니다.

The idea was to biopsy a piece of brain

실험의 내용은 이랬습니다.

in a non-eloquent area of the brain,

기능적이지 않은 뇌의 한 부분을 조직검사로 떼어냈고

and then to culture the cells

떼어낸 세포들을 배양했습니다.

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

쟝-프랑소아가 한 방법과 동일하죠.

And then label them, to put color in them

나중에 뇌에서 그 세포들을 찾도록

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

염색을 하여 표시합니다.

And the last step was to re-implant them

마지막 과정은 그 세포들을

in the same individual.

본래 실험체에다가 재이식하는 거죠.

We call these

우리는 이 방법을

autologous grafts -- autografts.

자가이식이라고 부릅니다.

So the first question we had,

저희가 처음 가졌던 의문점은

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

"이 세포들을 정상 뇌에 재이식하면 어떤 일이 있을까?"와

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

"이 세포들을 손상된 뇌에 재이식하면 어떨까?"

in a lesioned brain?"

였습니다.

Thanks to the help of professor Eric Rouiller,

그리고 저희는 에릭 호이예 교수님의 도움으로

we worked with monkeys.

원숭이로 실험을 했습니다.

So in the first-case scenario,

첫번째 시나리오에서는

we re-implanted the cells in the normal brain

즉, 정상적인 뇌에 이식을 했을 때는

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

그 세포들이 몇주 후에 완전히 없어지는 걸 볼 수 있었습니다.

as if they were taken from the brain,

마치 뇌에서 흡수한 느낌

they go back home,

다시 뇌로 돌아간 느낌을 주었습니다.

the space is already busy,

뇌는 이미 바빴고

they are not needed there, so they disappear.

그 세포들이 필요가 없었기 때문에 사라진 것입니다.

In the second-case scenario,

두번째 시나리오에서는

we performed the lesion,

저희는 손상된 뇌에

we re-implanted exactly the same cells,

같은 세포를 이식했습니다.

and in this case, the cells remained --

이번에는 세포들이 남아 있었고

and they became mature neurons.

성숙한 신경세포로 변했습니다.

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

현미경으로 관찰한 이미지를 보십시오.

Those are the cells that were re-implanted.

이식된 세포들이 뉴런으로 성숙한 모습입니다.

And the proof they carry,

사진을 보시면

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

이 작은 점들이 보이시죠?

in vitro, when they were in culture.

그 점들이 저희가 실험 때 염색한 세포들입니다.

But we could not stop here, of course.

하지만 여기서 멈출 수 없었습니다.

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

손상을 입은 원숭이가 회복하는데 이 세포가 도움을 줄까요?

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

그것을 위해 원숭이가 손의 능력을 사용하는 훈련을 시켰습니다.

They had to retrieve food pellets from a tray.

상자에서 먹이를 꺼내야 했죠.

They were very good at it.

원숭이들은 아주 잘 해냈죠.

And when they had reached a plateau of performance,

그 후 원숭이들이 그 행동에 익숙해졌을 때

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

손 움직임을 담당하는 뇌 부분을 손상시켰습니다.

So the monkeys were plegic,

원숭이는 마비가 되어

they could not move their hand anymore.

손을 더 이상 움직일 수 없었습니다.

And exactly the same as humans would do,

하지만 사람들이 하는 것처럼 똑같이

they spontaneously recovered to a certain extent,

원숭이도 어느 정도 자연적으로 회복합니다.

exactly the same as after a stroke.

뇌졸중을 겪은 후와 똑같죠.

Patients are completely plegic,

대체로 환자들은 완전히 마비된 후

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

뇌의 가소성 구조로 인해 회복을 하려고 노력하고

they recover to a certain extent,

어느 정도 회복합니다.

exactly the same for the monkey.

원숭이도 마찬가지입니다.

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

그래서 저희는 원숭이가

of spontaneous recovery,

자발적인 회복을 마친 시점에

we implanted his own cells.

자가 세포를 이식했습니다.

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

왼쪽이 자발적인 회복만을 마친 원숭이입니다.

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

손상을 입기 전 행동의

before the lesion.

40 -50 %를 보여줍니다.

He's not so accurate, not so quick.

정확하지도 않고 그렇게 빠르지도 않죠.

And look now when we re-implant the cells:

이제 세포를 이식했을 때를 보시죠.

Two months after re-implantation, the same individual.

이식한 뒤 2달 후 똑같은 원숭이입니다.

(Applause)

(박수)

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

아주 놀라운 결과였습니다.

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

그 뒤로 이 세포에 대한 많은 것을 발견했습니다.

We know that we can cryopreserve them,

그 세포들은 저온 보존할 수 있었고

we can use them later on.

나중에 사용할 수 있었습니다.

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

파킨슨 병에 걸린 동물같은 다른 신경병리학 실험에도

like Parkinson's disease, for example.

적용시킬 수 있었습니다.

But our dream is still to implant them in humans.

하지만 저희들의 꿈은 사람에게 이식하는 것입니다.

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

사람의 뇌가 스스로 고칠 수 있는 도구를 가지고 있다는 것을

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

여러분께 곧 보여드리기를 희망합니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)

Bruno Giussani: Jocelyne, this is amazing,

BG: 조슬린, 놀랍습니다.

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

청중 가운데 수십 명이, 어쩌면 대부분이

possibly even a majority,

"이 기술을 이용하면 나아질 사람이 있는데"

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

라는 생각을 할 것입니다.

I do, in any case.

저도 그렇구요.

And of course the question is,

질문은 당연히

what are the biggest obstacles

사람에 대한 임상실험을 하기 전에

before you can go into human clinical trials?

가장 큰 난관은 무엇입니까?

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

JB: 가장 큰 난관은 규제입니다. (웃음)

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

이런 흥미로운 결과로부터

about two kilograms of papers and forms

임상실험을 할 수 있기 위해

to be able to go through these kind of trials.

2 kg의 서류와 신청서를 작성해야 합니다.

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

BG: 이해합니다. 뇌는 섬세하니까요.

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

JB: 예. 하지만 많은 시간과

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

많은 인내심을 가져야 하고 전문가 팀도 필요합니다.

BG: If you project yourself --

BG: 만약에 예측을 해본다면

having done the research

많은 연구를 하고

and having tried to get permission to start the trials,

임상실험을 하기 위한 허가를 받고

if you project yourself out in time,

그런 것들이 제 시간에 이뤄졌을 때

how many years before somebody gets into a hospital

이런 치료법을 병원에서 받기까지는

and this therapy is available?

몇 년이 걸릴까요?

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

JB: 말하가 아주 어렵습니다.

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

먼저 임상실험 허가에 달려있습니다.

Will the regulation allow us to do it soon?

곧 할 수 있도록 허가가 날지 의문입니다.

And then, you have to perform this kind of study

그 다음에는 소수의 환자들을 대상으로

in a small group of patients.

이런 연구를 해야 합니다.

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

환자를 선택하는데도 오랜 시간이 걸립니다.

do the treatment

치료를 받고

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

이 치료가 유용했는지 평가해야죠.

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

그 뒤에는 다발적인 임상 실험을 해야 합니다.

You have to really prove first that it's useful

모든 사람에게 이 치료법을 제공하기 전에

before offering this treatment up for everybody.

효과가 있는지 먼저 증명해야 합니다.

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

BG: 물론 안전해야겠죠. JB: 당연하죠.

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

BG: 조슬린, TED에 와서 공유해줘서 감사합니다.

BG: Thank you.

BG: 감사합니다.

(Applause)

(박수)