Grégoire Courtine: The paralyzed rat that walked

Grégoire Courtine: Yürüyen engelli fare

Çeviri: Hande Ulukan Gözden geçirme: güney örnek

I am a neuroscientist

Ben bir sinirbilimciyim

with a mixed background in physics and medicine.

fizik ve tıp ile karışık bir geçmişim var.

My lab at the Swiss Federal Institute of Technology

Laboratuvarım İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nde

focuses on spinal cord injury,

ve omurilik zedelenmelerine odaklı

which affects more than 50,000 people

ki bu konu dünya üzerinde

around the world every year,

her yıl 50.000 den fazla insanı etkiliyor.

with dramatic consequences for affected individuals,

Etkilenen bireyler dramatik sonuçları ile

whose life literally shatters

yaşamlarını tam anlamıyla altüst edecek bir olayla

in a matter of a handful of seconds.

saniyeler içinde yüzleşmekteler.

And for me, the Man of Steel,

Ve bence, Süpermen (Çelik Adam),

Christopher Reeve,

Christopher Reeve,

has best raised the awareness

omurilik hasarlı hastalar adına

on the distress of spinal cord injured people.

en büyük farklındalığı yaratmıştır.

And this is how I started my own personal journey

Ve bu benim bu konudaki kişisel yolculuğumun

in this field of research,

ve bu alandaki

working with the Christopher and Dana Reeve Foundation.

Christopher ve Dana Reeve Vakfı ile çalışarak araştırmalarımın başladığı noktadır.

I still remember this decisive moment.

Bu karar anını hala hatırlıyorum.

It was just at the end of a regular day of work

Vakıftaki sıradan bir çalışma gününün

with the foundation.

henüz sonlarındaydım.

Chris addressed us, the scientists and experts,

Chris uzman ve bilim adamlarına şöyle dedi,

"You have to be more pragmatic.

Daha pragmatik olmalısınız.

When leaving your laboratory tomorrow,

Yarın laboratuvarınızdan ayrılırken,

I want you to stop by the rehabilitation center

sakatlanmış insanları görmek için

to watch injured people

rehabilitasyon merkezine uğramanızı istiyorum.

fighting to take a step,

Bir adım atabilmek için savaşan,

struggling to maintain their trunk.

bagajlarını taşımak için mücadele eden.

And when you go home,

Ve eve gittiğinizde,

think of what you are going to change in your research

araştırmalarınızda neyi değiştireceğinizi düşünün

on the following day to make their lives better."

bu insanların hayatlarını bir sonraki gün daha iyi yapmak için."

These words, they stuck with me.

Bu konuşma aklıma takıldı.

This was more than 10 years ago,

Bu on yıl önce oldu.

but ever since, my laboratory has followed

Ama o günden beri laboratuvarım

the pragmatic approach to recovery

omurilik yaralanması sonrası kurtarma için

after spinal cord injury.

pragmatik bir yaklaşım sergiliyor.

And my first step in this direction

Ve benim bu yönde ilk adımım.

was to develop a new model of spinal cord injury

Medulla Spinalis Yaralanmalarında yeni bir model geliştirmekti.

that would more closely mimic some of the key features of human injury

Bu yaralanmanın önemli özelliklerinden bazılarının daha yakından görülmesini sağlayacaktı

while offering well-controlled experimental conditions.

ve kontrollü deney koşulları sunacaktı.

And for this purpose, we placed two hemisections

Ve bu amaçla, vücudun karşı taraflarına

on opposite sides of the body.

iki hemiseksiyon yerleştirdik.

They completely interrupt the communication

Bunlar beyin ve omurilik arasındaki

between the brain and the spinal cord,

bağlantıyı tamamen kestiler.

thus leading to complete and permanent paralysis

Böylece bacakta tam

of the leg.

ve kalıcı bir hasar oluştu.

But, as observed, after most injuries in humans,

Ama sonra insanlardaki çoğu yaralanmada

there is this intervening gap of intact neural tissue

sağlam bir sinir dokusu boşluğu görüldü

through which recovery can occur.

ki bu iyileşmeyi sağlayabilir.

But how to make it happen?

Ama bunu nasıl gerçekleştirebiliriz?

Well, the classical approach

Şey, klasik yaklaşım

consists of applying intervention

müdahaleye başvurmaktan oluşur

that would promote the growth of the severed fiber

ki bu özgün hedefteki kesik elyaf büyümesini

to the original target.

teşvik eder.

And while this certainly remained the key for a cure,

Ve bu tedavi için kesinlikle anahtar iken,

this seemed extraordinarily complicated to me.

bana çok karmaşık görünüyordu.

To reach clinical fruition rapidly,

Klinik sonuca hızla ulaşmak için

it was obvious:

yapılması gereken çok açıktı.

I had to think about the problem differently.

Sorun hakkında farklı düşünmek zorundaydım.

It turned out that more than 100 years of research

Omurilik fizyolojisi üzerine

on spinal cord physiology,

Nobel Ödüllü Sherrington ile başlayan

starting with the Nobel Prize Sherrington,

100 yıllık araştırma

had shown that

gösterdi ki

the spinal cord, below most injuries,

çoğu yaralanmanın altındaki omurilik,

contained all the necessary and sufficient neural networks

hareketleri koordine etmek için gereken

to coordinate locomotion,

bütün sinir ağlarına sahip.

but because input from the brain is interrupted,

Ama beyinden veri girişi kesildiği için

they are in a nonfunctional state, like kind of dormant.

uyuşuk, işlevsiz bir durumdalar

My idea: We awaken this network.

Benim fikrim: Bu ağı uyandırmak.

And at the time, I was a post-doctoral fellow in Los Angeles,

Fransa'da doktoramı tamamlamıştım.

after completing my Ph.D. in France,

Ve o sıralar Los Angeles'ta doktora sonrasındaydım (post-doc)

where independent thinking

bağımsız düşünmenin teşvik

is not necessarily promoted.

edilmediği bir yerde.

(Laughter)

(Kahkaha)

I was afraid to talk to my new boss,

Yeni patronumla konuşmaktan korktum,

but decided to muster up my courage.

Ama cesaretimi toplamaya karar verdim.

I knocked at the door of my wonderful advisor,

Harika danışmanımın kapısını çaldım,

Reggie Edgerton, to share my new idea.

Reggie Edgerton, yeni fikrimi paylaşmak için.

He listened to me carefully,

Beni dikkatle dinledi

and responded with a grin.

ve bir sırıtma ile karşılık verdi:

"Why don't you try?"

"Neden sen denemiyorsun?"

And I promise to you,

Ve sizi temin ederim,

this was such an important moment in my career,

bu kariyerimde çok önemli bir andı.

when I realized that the great leader

büyük liderin gençlere ve

believed in young people and new ideas.

yeni fikirlere inandığını anladığım zaman.

And this was the idea:

Ve fikir şuydu:

I'm going to use a simplistic metaphor

Bu karışık konsepti açıklamak için

to explain to you this complicated concept.

Basit bir metafor kullanacağım.

Imagine that the locomotor system is a car.

Lokomotor sisteminin bir araba olduğunu hayal edin.

The engine is the spinal cord.

Omurilik motorudur.

The transmission is interrupted. The engine is turned off.

İletişim kesilir. Motor devre dışı bırakılır.

How could we re-engage the engine?

Motoru nasıl tekrar meşgul edebiliriz?

First, we have to provide the fuel;

İlk olarak, yakıt sağlamak zorundayız;

second, press the accelerator pedal;

İkincisi gaza basmalıyız;

third, steer the car.

Üçüncü olarak, arabayı sürmeliyiz.

It turned out that there are known neural pathways

Hareket sırasında beyinden gelen ve

coming from the brain that play this very function

bu şekilde çalışan sinir yolları olduğu

during locomotion.

ortaya çıktı.

My idea: Replace this missing input

Benim fikrim: Bu eksik veri girdisini değiştirmek

to provide the spinal cord

Omuriliğe,beynin doğal olarak

with the kind of intervention

ileteceği bir tür

that the brain would deliver naturally in order to walk.

müdahale vermek.

For this, I leveraged 20 years of past research in neuroscience,

Bunun için nöroloji biliminin 20 yıllık araştırmalarını bastım

first to replace the missing fuel

öncelikle eksik yakıtı farmakolojik ajanlar

with pharmacological agents

ile yerine koymak için

that prepare the neurons in the spinal cord to fire,

ki bu omurilikteki nöronları ateşlenmeye hazırlar

and second, to mimic the accelerator pedal

ve ikincisi, gaz pedalını elektriksel uyarı ile

with electrical stimulation.

taklit etmek için.

So here imagine an electrode

Yani burada bir elektrot hayal edin

implanted on the back of the spinal cord

omuriliğin arkasında yerleştirilmiş

to deliver painless stimulation.

ağrısız bir uyarı verebilmek adına.

It took many years, but eventually we developed

Uzun yıllar aldı, ama sonunda bir

an electrochemical neuroprosthesis

elektrokimyasal nöroprotez geliştirdik

that transformed the neural network

ki bu omurilikteki sinir ağını

in the spinal cord from dormant to a highly functional state.

uyuşuk bir durumdan işlevsel hale getirdi

Immediately, the paralyzed rat can stand.

Anında, felçli kobay ayakta durabiliyor.

As soon as the treadmill belt starts moving,

Koşu bandı harekete başlar başlamaz

the animal shows coordinated movement of the leg,

hayvan koordineli bacak hareketi gösterir,

but without the brain.

ama beyin olmadan.

Here what I call "the spinal brain"

Burada, benim deyimimle ''omurilik beyin''

cognitively processes sensory information

bilişsel olarak hareketli bacaktan doğan

arising from the moving leg

duyusal bilgiyi işler

and makes decisions as to how to activate the muscle

ve kası nasıl harekete geçireceğine dair kararlar verir

in order to stand, to walk, to run,

ayakta durmak, yürümek, koşmak için

and even here, while sprinting,

ve hatta burada, koşuştururken

instantly stand

hemen ayakta dikilir

if the treadmill stops moving.

koşu bandı hareket etmeyi keserse.

This was amazing.

Bu inanılmazdı

I was completely fascinated by this locomotion

Bu beyin olmadan gerçekleşen hareket

without the brain,

beni hayran bırakmıştı.

but at the same time so frustrated.

Ama aynı zamanda rahatsız etmişti.

This locomotion was completely involuntary.

Bu hareket tamamen istemsizdi.

The animal had virtually no control over the legs.

Hayvanın bacakları üstünde neredeyse hiç kontrolü yoktu.

Clearly, the steering system was missing.

Açıkça, direksiyon sistemi eksikti

And it then became obvious from me

ve sonra benim için

that we had to move away

klasik rehabiltasyon paradigmasından uzaklaşmamız

from the classical rehabilitation paradigm,

gerektiği açıklığa kavuştu

stepping on a treadmill,

bir koşu banda binme,

and develop conditions that would encourage

ve beyni gönüllü bir kontrol başlatmaya

the brain to begin voluntary control over the leg.

teşvik etmek için gerekli şartları sağlama.

With this in mind, we developed a completely new

Bu düşünceyle,

robotic system to support the rat

kobayı bütün yönlerde destekleyebilecek

in any direction of space.

tamamen yeni bir robotik sistem geliştirdik.

Imagine, this is really cool.

Düşünün, bu gerçekten havalı.

So imagine the little 200-gram rat

200 gramlık bir fare hayal edin

attached at the extremity of this 200-kilo robot,

Bu 200 kiloluk robotun ucuna bağlı,

but the rat does not feel the robot.

ama fare robotu hissetmiyor.

The robot is transparent,

Robot şeffaf,

just like you would hold a young child

tıpkı sizin ilk güvensiz adımları sırasında

during the first insecure steps.

küçük bir çocuğu tuttuğunuz gibi.

Let me summarize: The rat received

Özetlememe izin verin: Farenin omuriliğinde

a paralyzing lesion of the spinal cord.

onu sakat bırakan bir lezyon var

The electrochemical neuroprosthesis enabled

Elektrokimyasal nöroprotez ourilik

a highly functional state of the spinal locomotor networks.

hareket ağları için işlevsel bir durum sağladı.

The robot provided the safe environment

Robot, farenin sakat bacaklarını kullanmak

to allow the rat to attempt anything

için her şeyi denemesine izin veren

to engage the paralyzed legs.

güvenli bir ortam sağladı.

And for motivation, we used what I think

Ve motivasyon için, benim İsviçre'nin

is the most powerful pharmacology of Switzerland:

en güçlü ilacı olduğunu düşündüğüm şeyi kullandık:

fine Swiss chocolate.

Güzel İsviçre çikolatası.

(Laughter)

(Kahkaha)

Actually, the first results were very, very,

Aslında, ilk sonuçlar çok, çok...

very disappointing.

umut kırıcıydı.

Here is my best physical therapist

İşte benim en iyi fiziksel terapistimin,

completely failing to encourage the rat

fareyi tek bir adım atmak için cesaretlendirirken

to take a single step,

tamamen çuvallayışı.

whereas the same rat, five minutes earlier,

Oysa aynı fare, beş dakika önce

walked beautifully on the treadmill.

koşu bandı üzerinde güzelce yürümüştü.

We were so frustrated.

Sinir olmuştuk.

But you know, one of the most essential qualities

Ama bilirsiniz, bir bilim adamının

of a scientist is perseverance.

en temel özelliklerinden biri azmidir.

We insisted. We refined our paradigm,

İnat ettik..Paradigmamızı yeniden tanımladık

and after several months of training,

ve birkaç aylık çalışmadan sonra

the otherwise paralyzed rat could stand,

felçli sıçan ayakta durabiliyordu,

and whenever she decided,

ve ne zaman istese,

initiated full weight-bearing locomotion

bütün ağırlığını taşıyabilen bir hareket başlattı

to sprint towards the rewards.

ödüllere doğru koşmak için.

This is the first recovery ever observed

Bu şimdiye kadar omurilikte

of voluntary leg movement

tam ve daimi felce yol açan deneysel

after an experimental lesion of the spinal cord

bir lezyondan sonra gözlenen ilk gönüllü

leading to complete and permanent paralysis.

bacak hareketi iyileşmesi.

In fact --

Aslında--

(Applause)

(Alkış)

Thank you.

Teşekkürler.

In fact, not only could the rat initiate

Aslında, fare sadece bir zeminde

and sustain locomotion on the ground,

harekete başlayıp bunu sürdürmekle kalmıyor

they could even adjust leg movement,

bacak hareketlerini de ayarlayabiliyor.

for example, to resist gravity

Örneğin, bir merdiven tırmanmak için

in order to climb a staircase.

.yer çekimine karşı koyabiliyor.

I can promise you this was

Size şunu söyleyeyim, bu

such an emotional moment in my laboratory.

laboratuvarım için çok duygusal bir andı

It took us 10 years of hard work

Bu hedefe ulaşmak 10 yıllık

to reach this goal.

zor bir çalışmaya mal oldu.

But the remaining question was, how?

Ama geriye kalan soru, nasıl?

I mean, how is it possible?

Yani, nasıl mümkün olabilir?

And here, what we found

Ve burada, bulduğumuz

was completely unexpected.

tamamen beklenmedik bir şeydi.

This novel training paradigm

Bu acayip çalışma paradigması

encouraged the brain to create new connections,

yeni bağlantılar oluşturmak için beyni teşvik etti,

some relay circuits

bazıları beyinden bilgiyi dağıtan

that relay information from the brain

devrelerin yerini aldı

past the injury and restore cortical control

yaralanmayı geçti ve yaranın altındaki hareket ağlarının

over the locomotor networks below the injury.

üstünden kortikal kontrolü yeniden inşaa etti.

And here, you can see one such example,

Ve burada bir örnek görebilirsiniz,

where we label the fibers coming from the brain in red.

beyinden gelen fiberleri kırmızı ile işaretlediğimiz yerleri.

This blue neuron is connected with the locomotor center,

Bu mavi nöron lokomotor merkezine bağlı

and what this constellation

ve bu sinaptik bağlantı

of synaptic contacts means

takımının anlamı beynin

is that the brain is reconnected with the locomotor center

lokomotor merkezi ile yeniden bağlanması

with only one relay neuron.

tek bir yer değiştirmiş nöron ile.

But the remodeling was not restricted

Ama bu yeniden inşa lezyonlu

to the lesion area.

alan ile sınırlı değildi.

It occurred throughout the central nervous system,

Bu merkezi sinir sistemi boyunca gerçekleşti

including in the brain stem,

beyin sapı da dahil olmak üzere,

where we observed up to 300-percent increase

ki burada beyinden gelen elyaf

in the density of fibers coming from the brain.

yoğunluğunda %300'e kadar artış gözledik

We did not aim to repair the spinal cord,

Biz omuriliği onarmayı hedeflememiştik

yet we were able to promote

yine de yetişkin memeli

one of the more extensive remodeling

merkezi sinir sistemindeki

of axonal projections ever observed

yaralanma sonrasında şimdiye

in the central nervous system of adult mammal

kadar gözlenen en kapsamlı

after an injury.

aksonal tasarımları üretebiliyoruz.

And there is a very important message

Ve bu keşfin arkasında

hidden behind this discovery.

çok önemli bir mesaj var.

They are the result of a young team

Bunlar çok yetenekli insanlardan oluşan

of very talented people:

genç bir ekibin sonucudur.

physical therapists, neurobiologists, neurosurgeons,

Fiziksel terapistler, nörobiyolojistler, beyin cerrahları,

engineers of all kinds,

her türlü mühendis,

who have achieved together

tek başına çalışan bireyler tarafından imkansız

what would have been impossible by single individuals.

olan bir şeyi birlikte elde ettik.

This is truly a trans-disciplinary team.

Bu gerçekten trans-disiplinli bir takım.

They are working so close to each other

Birbirine o kadar yakın çalışıyorlar ki

that there is horizontal transfer of DNA.

burada bir DNA yatay transferi var.

We are creating the next generation

M.D'lerin ve mühendislerin

of M.D.'s and engineers

olduğu yeni nesli yaratıyoruz

capable of translating discoveries all the way

keşifleri tezgahtan başucuna kadar

from bench to bedside.

çevirme yeteneğine sahip

And me?

Peki ya ben?

I am only the maestro who orchestrated this beautiful symphony.

Ben sadece, bu güzel senfoni orkestrasının şefiyim.

Now, I am sure you are all wondering, aren't you,

Şimdi, hepinizin şunu merak ettiğine eminim:

will this help injured people?

Bu yaralı insanlara yardımcı olacak mı?

Me too, every day.

Ben de, her gün.

The truth is that we don't know enough yet.

Gerçek şu ki henüz yeterince bilmiyoruz.

This is certainly not a cure for spinal cord injury,

Bu kesinlikle bir omurilik yaralanması için bir tedavi değil,

but I begin to believe that this may lead

ama bunun ; iyileşmeyi ve insanların

to an intervention to improve recovery

yaşam kalitesini geliştirecek bir müdahaleye

and people's quality of life.

yol gösterdiğine inanmaya başladım.

I would like you all

Hepinizin bir dakikalığına

to take a moment and dream with me.

benimle hayal etmesini istiyorum.

Imagine a person just suffered a spinal cord injury.

Daha yeni omurilik yaralanması geçirmiş bir hasta hayal edin.

After a few weeks of recovery,

İyileşmenin birkaç hafta sonrasında

we will implant a programmable pump

kişiselleştirilmiş farmakolojik bir

to deliver a personalized pharmacological cocktail

kokteyli direk omuriliğe sunmak için

directly to the spinal cord.

programlanabilir bir pompa yerleştireceğiz.

At the same time, we will implant an electrode array,

Aynı zamanda, bir elektrot sırası yerleştireceğiz,

a sort of second skin

bir tür ikinci cilt

covering the area of the spinal cord controlling leg movement,

omuriliğin bacak hareketini kontrol eden alanını kapsayan,

and this array is attached to an electrical pulse generator

ve bu sıra bir elektrik pulse jeneratörüne bağlı

that delivers stimulations that are tailored

ki bu kişinin ihtiyaçlarına uyarlanmış

to the person's needs.

uyarımlar sunar.

This defines a personalized electrochemical neuroprosthesis

Bu hareketi olanaklı kılacak kişiselleştirilmiş

that will enable locomotion

bir elektrokimyasal nöroprotezi tanımlar

during training with a newly designed supporting system.

eğitim sırasında yeni tasarlanmış destek sistemi ile .

And my hope is that after several months of training,

Ve umuyorum ki bu birkaç aylık çalışmadan sonra

there may be enough remodeling of residual connection

yeniden inşaa için yeterince artık bağlantı kalmıştır

to allow locomotion without the robot,

robot olmadan harekete izin vermek için.

maybe even without pharmacology or stimulation.

Hatta belki ilaç veya uyarı olmadan da.

My hope here is to be able to create

Umudum burada beyinin ve

the personalized condition

omuriliğin esnekliğini arttırabilmek

to boost the plasticity of the brain

için kişiye özel şartlar

and the spinal cord.

yaratabilmek.

And this is a radically new concept

Ve bu diğer nörolojik bozukluklar için geçerli

that may apply to other neurological disorders,

olabilecek yeni bir kavram

what I termed "personalized neuroprosthetics,"

ben bunu "kişiselleştirilmiş nöroprotez," olarak adlandırıyorum

where by sensing and stimulating neural interfaces,

nöral arayüzleri hisseden ve uyaran.

I implanted throughout the nervous system,

Sinir sistemi boyunca yerleştirdiğim,

in the brain, in the spinal cord,

beyine, omuriliğe

even in peripheral nerves,

hatta periferik sinirlere,

based on patient-specific impairments.

hastaya özgü bozulmaları temel alarak

But not to replace the lost function, no --

Ama kayıp fonksiyonu yerine getirmek için değil, hayır...

to help the brain help itself.

Beynin kendi kendine yardım etmesi için.

And I hope this enticed your imagination,

Ve umarım bu hayal gücünüzü baştan çıkarmıştır

because I can promise to you

çünkü size söz verebilirim

this is not a matter of whether this revolution will occur,

bu mesele, böyle bir devrimin olup olmayacağı değil

but when.

ne zaman olacağı.

And remember, we are only as great

Ve unutmayın, biz sadece hayallerimiz kadar

as our imagination, as big as our dream.

muhteşemiz, rüyalarımız kadar büyüğüz.

Thank you.

Teşekkürler.

(Applause)

(Alkış)