2014 諾貝爾獎生理學(xué)或醫(yī)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 （愛德華·莫澤），以獎勵他們在“發(fā)現(xiàn)了大腦中形成定位系統(tǒng)的細(xì)胞”方面所做的貢獻(xiàn)。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地方到另一個地方的路線的？我們是怎么把這些信息儲存下來，讓我們下次重返故地的時候能立刻找到路？

    2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的得獎?wù)甙l(fā)現(xiàn)了大腦里的“定位系統(tǒng)”,一臺內(nèi)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(rèn)知功能，如空間認(rèn)知和位置認(rèn)知也有細(xì)胞級別的基礎(chǔ)。

    1971 年，約翰·奧基夫發(fā)現(xiàn)了這個定位系統(tǒng)的第一個成分。奧基夫發(fā)現(xiàn)大腦內(nèi)側(cè)顳葉-海馬的神經(jīng)元動作電位（快活動）與膜電位波動（慢活動，腦電EEG的基礎(chǔ)）之間有規(guī)律移動的鎖相關(guān)系（相位遞進(jìn)現(xiàn)象），為EEG參與神經(jīng)信息加工提供了證據(jù)。過去認(rèn)為只有動作電位參與。他發(fā)現(xiàn)，大腦海馬體里有一種神經(jīng)細(xì)胞，每當(dāng)大鼠身處屋子的某個特定地點的時候，這種細(xì)胞總是會被激活。 其它神經(jīng)細(xì)胞則在大鼠身處其它地方的時候被激活。奧基夫的結(jié)論是，這些“位置細(xì)胞”（place cells）組成了屋子的地圖。

    三十多 年后，邁-布里特·莫澤和愛德華·莫澤發(fā)現(xiàn)了大腦定位系統(tǒng)的另一個關(guān)鍵成分。他們發(fā)現(xiàn)了另一種神經(jīng)細(xì)胞，命名為“網(wǎng)格細(xì)胞”（grid cells），它們組成了一個坐標(biāo)系，允許生物進(jìn)行精確的定位和尋路。他們的后續(xù)研究表明，地點細(xì)胞和網(wǎng)格細(xì)胞一起使得定位和***成為可能。

    約翰·奧基夫，邁-布里特·莫澤和愛德華·莫澤的研究回答了困擾哲學(xué)家和科學(xué)家數(shù)百年的問題——大腦如何給周圍的空間創(chuàng)造地圖，我們?nèi)绾卧趶?fù)雜的環(huán)境中尋找路線。

    我們?nèi)绾胃兄覀兯诘沫h(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，我們的位置感會與基于運動和對先前位置認(rèn)知所形成的距離感相互聯(lián)系起來。

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

    到 20世紀(jì)中葉，行為科學(xué)的出現(xiàn)使得這些問題得以通過實驗手段進(jìn)行解答。當(dāng)愛德華·托爾曼（Edward Tolman）觀察迷宮中大鼠的運動時，他發(fā)現(xiàn)它們能夠?qū)W習(xí)如何***，并提出它們腦中形成了一副“認(rèn)知地圖”,使它們找到自己要去的路。但問題并未完全解 決：這個“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(jì)60年代晚期，約翰-奧基夫?qū)τ诖竽X如何控制行為和決策這一問題十分著迷，并常試圖用神經(jīng)生理學(xué)的方式來解決這一問題。當(dāng)他記錄在屋內(nèi)自由跑動 的大鼠的大腦海馬體內(nèi)單個神經(jīng)細(xì)胞的信號時，奧基夫發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大鼠經(jīng)過特定位置時，某些神經(jīng)細(xì)胞會被激活。他發(fā)現(xiàn)這些“位置細(xì)胞”不僅僅接受視覺信號輸入， 而且還會在腦中繪制周圍環(huán)境的地圖。奧基夫總結(jié)道，通過在不同環(huán)境中被激活的不同的位置細(xì)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(xì)胞活 性的特定組合形式被存在海馬體中。

    邁-布里特-莫澤和愛德華-莫澤找到了定位系統(tǒng)

    邁 -布里特-莫澤和愛德華-莫澤在繪制移動中的大鼠的海馬體連接時，在附近的內(nèi)嗅皮層中發(fā)現(xiàn)了一種讓人驚異的活動模式。當(dāng)小鼠通過六角網(wǎng)格中的某些位置時， 內(nèi)嗅皮層中的某些固定的細(xì)胞會被激活。每個細(xì)胞都對應(yīng)著某個特定的空間格局，這些“網(wǎng)格細(xì)胞”共同建立出一個可以進(jìn)行空間***的坐標(biāo)系統(tǒng)。它們和內(nèi)嗅皮層 中其他負(fù)責(zé)辨識頭部方向和房間邊界的細(xì)胞一起，與海馬體中的位置細(xì)胞共同組成了神經(jīng)回路。這個回路系統(tǒng)在大腦中建立了一套綜合定位系統(tǒng)，一個內(nèi)置的 GPS.

    人類大腦里的“地圖”

    根 據(jù)最近的腦成像技術(shù)調(diào)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(xì)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(nèi) 嗅皮質(zhì)經(jīng)常會受到影響，以致這些患者經(jīng)常無法辨別周邊環(huán)境并且迷路。了解大腦的位置系統(tǒng)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(tǒng)的發(fā)現(xiàn)代表了我們進(jìn)一步認(rèn)識大腦特化細(xì)胞如何協(xié)同合作，并執(zhí)行更高水平的認(rèn)知功能。它為我們理解認(rèn)知過程，比如記憶、思維與計劃開辟了新的途徑。

    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(rèn)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(xí)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(tǒng)神經(jīng)學(xué)研究所主任。