解读诺贝尔生理学奖 发现大脑GPS定位细胞

凤凰科技讯 北京时间10月8日消息，今年诺贝尔生理学或医学奖获得者已经公布，它是由拥有美国和英国国籍的科学家约翰•奥基夫(John O’Keefe)以及挪威科学家夫妇梅-布里特•莫泽(May-Britt Moser)和爱德华•莫泽(Edvard Moser)共同获得，用以表彰他们发现了大脑内部的定位细胞。他们这项持续了四十年的合作研究揭示了能够构建我们周围空间地图的神经细胞的存在，这些细胞可以追踪我们的移动。这项突破性研究改变了神经科学家对大脑导航能力的理解，它也回答了困扰科学家们长达数百年的问题：我们是如何感知自己的位置的？

大脑定位细胞工作原理

英国伦敦大学学院75岁的约翰•奥基夫教授因在1971年鉴定了大脑里描绘环境的“位置细胞”的先驱性工作而获得了诺贝尔奖一半的奖金，800万瑞典克朗（约69万英镑）。出生在美国纽约、父母为爱尔兰移民的奥基夫是一名身手敏捷的篮球运动员，他表示他从未放弃在NBA打篮球的梦想。

在10月5日得知他获得诺贝尔生理学或医学奖时，奥基夫表示：“我受宠若惊但也非常高兴。我现在仍有点不敢相信。这是你可以获得的最高荣誉。”他表示过去他会把获奖奖金捐赠给慈善组织，有些则作为科研相关的资金。“奖金应该用于公共利益。”他还表扬了英国的“基金制度”并补充表示“我不知道在美国的资金制度下这些奖金将如何经营。”

英国牛津大学生理学教授约翰•斯坦（John Stein）表示：“这真是非常好的消息，实至名归。我记得早在20世纪70年代初当奥基夫首次描述这些定位细胞时，受到了多少冷嘲热讽。‘这注定是个人工制品’，‘他很明显低估了老鼠的嗅觉’等评论是人们的典型反应。而现在，正如很多最初颇具争议的观点一样，人们开始说‘恩，这是很明显的’。”

剩下的一半诺贝尔奖则由挪威特隆赫姆挪威科技大学51岁的梅-布里特•莫泽和52岁的爱德华•莫泽夫妇共同获得。这对夫妇是在20世纪90年代初奥基夫的实验室里做博士后时认识的，他们就是在那里学会如何记录老鼠大脑里的信号。

梅-布里特•莫泽是自1901年首次颁发诺贝尔奖以来获得诺贝尔医学奖的第11名女性。更罕见的是他们是同时获得诺贝尔奖的夫妇：莫泽夫妇是第五对获得诺贝尔奖的夫妇。居里家族的获奖开创了惊人的记录，1903年玛丽和她的丈夫皮埃尔共同获得诺贝尔物理学奖，1935年他们的女儿艾琳•居里（Irene Curie）和女婿弗雷德里克•约里奥•局里（Frédéric Joliot-Curie）共同获得了诺贝尔化学奖。

当得知自己获得诺贝尔奖时梅-布里特•莫泽正在开会，而她的丈夫正在飞往德国慕尼黑的飞机上，因此无法及时联系。诺贝尔基金会的工作人员希望飞行员在空中就宣布这个消息。在获奖得主消息公开发布后，梅-布里特表示：“我热泪盈眶，不敢相信这一切，直到现在都觉得一切难以置信，这真是太棒了。”她表示他们夫妻的秘诀在于拥有相同的远见。“我们喜欢相互理解，我们经常交谈，与他人交谈，尽力以最好的方式提出我们感兴趣的问题。当你即刻有了想法就能够立即付诸讨论，而非在接下来1周2周或者3周安排会议讨论，这将产生天壤之别。”

在20世纪60年代晚期，奥基夫对大脑是如何控制行为的产生了浓厚的兴趣。他开始记录老鼠在房间内移动时大脑里单个神经细胞的信号。它发现当老鼠到达房间里的特定位置时，大脑海马体里的特定神经细胞会发射。这些“位置细胞”帮助老鼠构建了周围环境的内在地图。

30多年后，接受过奥基夫指导和训练的梅-布里特和爱德华•莫泽记录了老鼠到处移动时的大脑信号。他们注意到在大脑里名为内嗅皮质的邻近区域出现一种特定的活动样式。当老鼠经过不同地点时，特定的神经细胞忽然活跃起来。这些“网格细胞”为大脑提供了相当于纬度和经度的“坐标”，它们与位置细胞一起形成了大脑的内在GPS。

据推断人类大脑里也具有相似的细胞，而这些区域的受损或可能解释了痴呆和其它大脑疾病的症状。阿尔兹海默症的早期阶段会影响海马体和内嗅皮质，从而导致人们迷路并忘记周围的环境。

“获奖的三名科学家都极大的改变了我们对大脑导航和记忆系统的理解，”英国伦敦大学学院空间认知学小组的负责人雨果•施皮尔（Hugo Spiers）这样说道。“网格细胞和位置细胞提供了神经科学家们用于沟通细胞层面与认知层面的少数桥梁之一，从而使得科学家们可以解释单个大脑细胞是如何帮助我们导航、回忆过去和构想未来的。”

英国韦尔科姆基金会神经科学与心理健康前主管约翰•威廉姆斯（John Williams）表示：“在理解大脑是如何编码空间的过去30年至40年先驱性工作中，约翰•奥基夫的研究一直处于最前沿。除此之外，他还是一名多才多艺的科学家，除了从深度和广度研究整个神经科学，奥基夫还是一名热情的篮球运动员。”（编译/严炎刘星）