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    2014 諾貝爾獎生理學(xué)或醫學(xué)獎得主為：美國科學(xué)家John O'Keefe（約翰-奧基夫），挪威科學(xué)家May Britt Moser（邁-布里特·莫澤），以及挪威科學(xué)家Edvard Moser （愛(ài)德華·莫澤），以獎勵他們在“發(fā)現了大腦中形成定位系統的細胞”方面所做的貢獻。其中May Britt Moser（邁-布里特·莫澤）和Edvard Moser 是夫妻伉儷！
 

    我們是怎么知道我們身在何方的？我們怎么找到從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的路線(xiàn)的？我們是怎么把這些信息儲存下來(lái)，讓我們下次重返故地的時(shí)候能立刻找到路？

    2014年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎的得獎?wù)甙l(fā)現了大腦里的“定位系統”,一臺內置的GPS,使得我們能在空間中定位自己身在何處，這表明這種高級認知功能，如空間認知和位置認知也有細胞級別的基礎。

    1971 年，約翰·奧基夫發(fā)現了這個(gè)定位系統的第一個(gè)成分。奧基夫發(fā)現大腦內側顳葉-海馬的神經(jīng)元動(dòng)作電位（快活動(dòng)）與膜電位波動(dòng)（慢活動(dòng)，腦電EEG的基礎）之間有規律移動(dòng)的鎖相關(guān)系（相位遞進(jìn)現象），為EEG參與神經(jīng)信息加工提供了證據。過(guò)去認為只有動(dòng)作電位參與。他發(fā)現，大腦海馬體里有一種神經(jīng)細胞，每當大鼠身處屋子的某個(gè)特定地點(diǎn)的時(shí)候，這種細胞總是會(huì )被激活。 其它神經(jīng)細胞則在大鼠身處其它地方的時(shí)候被激活。奧基夫的結論是，這些“位置細胞”（place cells）組成了屋子的地圖。

    三十多 年后，邁-布里特·莫澤和愛(ài)德華·莫澤發(fā)現了大腦定位系統的另一個(gè)關(guān)鍵成分。他們發(fā)現了另一種神經(jīng)細胞，命名為“網(wǎng)格細胞”（grid cells），它們組成了一個(gè)坐標系，允許生物進(jìn)行精確的定位和尋路。他們的后續研究表明，地點(diǎn)細胞和網(wǎng)格細胞一起使得定位和***成為可能。

    約翰·奧基夫，邁-布里特·莫澤和愛(ài)德華·莫澤的研究回答了困擾哲學(xué)家和科學(xué)家數百年的問(wèn)題——大腦如何給周?chē)目臻g創(chuàng )造地圖，我們如何在復雜的環(huán)境中尋找路線(xiàn)。

    我們如何感知我們所在的環(huán)境？

    人存于世，位置感和***能力是不可或缺的。位置感使我們能夠感知自己在環(huán)境中所處的位置。在***時(shí)，我們的位置感會(huì )與基于運動(dòng)和對先前位置認知所形成的距離感相互聯(lián)系起來(lái)。

    關(guān)于地點(diǎn)和***的問(wèn)題困擾了哲學(xué)家和科學(xué)家許久許久。200多年前，德國哲學(xué)家康德認為一些精神能力是***于經(jīng)驗的先天知識。他認為空間概念是意識中既有的原則，人們會(huì )通過(guò)，也必須通過(guò)這些原則感知世界。

    到 20世紀中葉，行為科學(xué)的出現使得這些問(wèn)題得以通過(guò)實(shí)驗手段進(jìn)行解答。當愛(ài)德華·托爾曼（Edward Tolman）觀(guān)察迷宮中大鼠的運動(dòng)時(shí)，他發(fā)現它們能夠學(xué)習如何***，并提出它們腦中形成了一副“認知地圖”,使它們找到自己要去的路。但問(wèn)題并未完全解 決：這個(gè)“地圖”在大腦中的表征是什么？

    約翰-奧基夫以及空間位置

    在20世紀60年代晚期，約翰-奧基夫對于大腦如何控制行為和決策這一問(wèn)題十分著(zhù)迷，并常試圖用神經(jīng)生理學(xué)的方式來(lái)解決這一問(wèn)題。當他記錄在屋內自由跑動(dòng) 的大鼠的大腦海馬體內單個(gè)神經(jīng)細胞的信號時(shí)，奧基夫發(fā)現，當大鼠經(jīng)過(guò)特定位置時(shí)，某些神經(jīng)細胞會(huì )被激活。他發(fā)現這些“位置細胞”不僅僅接受視覺(jué)信號輸入， 而且還會(huì )在腦中繪制周?chē)h(huán)境的地圖。奧基夫總結道，通過(guò)在不同環(huán)境中被激活的不同的位置細胞，海馬體能生成很多地圖。因此，關(guān)于環(huán)境的記憶能以位置細胞活 性的特定組合形式被存在海馬體中。

    邁-布里特-莫澤和愛(ài)德華-莫澤找到了定位系統

    邁 -布里特-莫澤和愛(ài)德華-莫澤在繪制移動(dòng)中的大鼠的海馬體連接時(shí)，在附近的內嗅皮層中發(fā)現了一種讓人驚異的活動(dòng)模式。當小鼠通過(guò)六角網(wǎng)格中的某些位置時(shí)， 內嗅皮層中的某些固定的細胞會(huì )被激活。每個(gè)細胞都對應著(zhù)某個(gè)特定的空間格局，這些“網(wǎng)格細胞”共同建立出一個(gè)可以進(jìn)行空間***的坐標系統。它們和內嗅皮層 中其他負責辨識頭部方向和房間邊界的細胞一起，與海馬體中的位置細胞共同組成了神經(jīng)回路。這個(gè)回路系統在大腦中建立了一套綜合定位系統，一個(gè)內置的 GPS.

    人類(lèi)大腦里的“地圖”

    根 據最近的腦成像技術(shù)調查，以及對接受神經(jīng)外科手術(shù)患者的研究都顯示，位置細胞同樣存在于人體中。在早期階段阿爾茲海默氏疾病的早期階段，患者的海馬體和內 嗅皮質(zhì)經(jīng)常會(huì )受到影響，以致這些患者經(jīng)常無(wú)法辨別周邊環(huán)境并且迷路。了解大腦的位置系統或許可以因此幫助我們了解這種疾病如何對患者的空間記憶喪失造成影響。

    這一對大腦位置系統的發(fā)現代表了我們進(jìn)一步認識大腦特化細胞如何協(xié)同合作，并執行更高水平的認知功能。它為我們理解認知過(guò)程，比如記憶、思維與計劃開(kāi)辟了新的途徑。

    三位獲獎?wù)呓榻B：

    John O'Keefe,1939年出生于美國紐約，擁有美國和英國雙重國籍。1967年他從加拿大麥吉爾大學(xué)獲得生理心理學(xué)博士學(xué)位。之后，他進(jìn)入倫敦大學(xué)學(xué)院做博后。1987年被UCL任命為認知神經(jīng)學(xué)教授。目前仍任職于UCL.

    May-Britt Moser,1963年出生于挪威福斯納瓦格，挪威公民。曾在挪威奧斯陸大學(xué)學(xué)習心理學(xué)。1995年獲得神經(jīng)生理學(xué)博士學(xué)位。2000年被挪威科技大學(xué)任命為神經(jīng)學(xué)教授。目前為挪威特隆赫姆神經(jīng)計算中心主任。

    Edvard I. Moser,1962年出生于挪威奧勒松，挪威公民。1995年從挪威奧斯陸大學(xué)獲得神經(jīng)生理學(xué)博士學(xué)位。Edvard I. Mosel和May-Britt Moser為夫妻。二人曾共同在愛(ài)丁堡大學(xué)做博后。1996年他加入挪威科技大學(xué)，1998年成為教授。目前為挪威特隆赫姆Kavli系統神經(jīng)學(xué)研究所主任。