去年，美德三位科學家因為發現了細胞“運輸”的秘密，獲得當年諾貝爾生理學或醫學獎。今年，又有三位科學家因為發現了大腦中的“定位”細胞，獲得諾貝爾生理學或醫學獎。

　　昨天，瑞典卡羅琳醫學院在斯德哥爾摩宣布，將2014年諾貝爾生理學或醫學獎授予擁有美國和英國國籍的科學家約翰·奧基夫，以及兩位挪威科學家梅-布里特·莫澤和愛德華·莫澤，以表彰他們發現大腦定位系統細胞的研究。

　　諾貝爾獎評選委員會在聲明中說：“我們如何知道自己在哪里？我們如何從一個地方到另一個地方？我們如何在大腦中儲存信息，以便下一次能夠找到相同的路徑？”今年獲獎者的研究成就展示了較高認知功能的細胞基礎。他們發現了大腦的定位系統，即“內部的GPS”，從而使人類能夠在空間中定位自我。

　　(從左到右)美英雙重國籍科學家約翰·奧基夫、挪威科學家梅-布萊特·莫澤和愛德華·莫澤因發現大腦定位系統細胞的研究貢獻分享2014年諾貝爾生理學或醫學獎。新華社供圖

　　定位“大腦GPS”

　　三位科學家用了34年時間

　　三位科學家發現的大腦定位系統細胞，包含兩部分的發現：1971年，奧基夫發現了這種定位系統的第一個組成部分，他稱之為“位置細胞”；30多年后，莫澤夫婦于2005年發現了大腦定位系統的另一關鍵構成——“網格細胞”。

　　1971年，奧基夫在老鼠的海馬區首先發現了位置細胞。他把電極記錄器安置在大鼠的大腦海馬區，然后讓老鼠在一個陌生的房間自由走動。當老鼠走到一個位置時，特定位置的細胞就放電，以后不管老鼠是什么運動，一旦再次走到這個位置，同樣的那個細胞就會放電。這種情況發生在其他細胞上，每個細胞好像對應著某個特定的位置，給予了每個坐標一個記憶似的。當把這只老鼠放到另外一個新房間，它仍會自動將新房間重新繪制一遍。奧基夫總結出，這些細胞就是“位置細胞”，它們在大腦中形成了關于房間的地圖。

　　奧基夫對這個發現十分喜歡，但他也意識到，除了位置細胞，大腦中必然還存在著其他作用的“導航細胞”，比如計算距離、感知方向等。

　　2005年，莫澤夫婦發現了大腦定位系統的另一關鍵構成——“網格細胞”。他們發現，在大腦的內嗅皮層里還有另一種神經細胞，當老鼠經過特定地點的時候就會激活，而這些特殊地點組成的六角形網絡，每個“網格細胞”以獨特的空間模式激活。所有網格細胞聯合起來形成一個坐標系，使得空間導航成為可能。

　　網格細胞和內嗅皮層里的其他細胞合作識別動物頭部的方向以及屋子的邊界，并和海馬體內的位置細胞形成網絡。這一神經回路組成了一套綜合定位系統，就像大腦內置的GPS。

　　腦研究有三個層次

　　神經網絡的研究最難啃

　　諾貝爾獎評選委員會說，奧基夫和莫澤夫婦的研究成果解決了困擾科學界幾個世紀的難題，揭示了大腦如何創建周圍空間的“地圖”，如何在復雜環境中定位路徑。對大腦定位系統的認知，可能幫助我們進一步了解人類大腦空間記憶的中樞機制，開啟人類對記憶、思考等認知過程理解的新篇章。

　　昨天，中國科學院院士、神經生物學家段樹民在接受錢報記者采訪中說，這項研究成果非常重要，它最大的幫助在于，揭示了大腦的又一種功能，讓人類對大腦的研究更進一步。

　　段院士也是搞大腦記憶研究的。大腦的記憶功能有很多種，其中定位細胞跟空間記憶有關，而他研究的是學習功能的記憶。他告訴錢報記者，對大腦的研究，目前有三個層次，最基本的是對大腦細胞分子水平的研究，現在這方面的研究很普遍，也比較容易；另一種是心理認知方面的研究，不需要知道大腦細胞是怎么活動的。而目前最難的，則是對大腦神經網絡的研究。

　　這次諾貝爾生理學或醫學獎獲得者對定位細胞的發現，就是對大腦神經網絡研究的新成果。“從發現一個細胞的活動開始，進而研究一群細胞是怎樣相互聯絡、相互作用的，它們在一個網絡中是如何運作的，形成一種什么樣的功能，并要找到運作的規律。”段院士說，對腦科學的研究，世界上發達國家都很重視，中國也在加大投入。段院士目前牽頭做的一個課題就叫做《情感與記憶的神經環路基礎》，是國家自然科學基金的一個重要研究項目。

　　定位細胞或將打開治療老年癡呆的大門

　　大腦中“內置GPS”的發現，或許可以解釋生活中的一些現象：為什么有些人方向感特別差，同樣的路線走了幾遍都記不住；為什么有些老年人走出家門，就找不到回家的路……

　　浙江大學醫學院附屬第二醫院神經外科主任張建民對錢報記者說，大腦定位系統細胞是一種高級的認知功能，發現了這種機制和原理，對改善臨床的治療方法將起到鋪墊性作用。

　　“為什么有些人方位感特別強，而有些人找路，總是記不牢？可能就是跟定位細胞有關系。每個人的個體是有差異的，細胞也是有強弱的，有些人記性特別好，就是因為分管記憶功能的細胞特別強。”張主任說，現在老年癡呆癥很普遍，有些老人走出家門就回不來了，就可能是定位細胞出了問題，退化了，記憶功能喪失了，記憶地圖無法形成。

　　張主任說，定位細胞的發現，讓我們知道人是靠這些空間能力才能在環境中識別、記憶并辨別方向。“以前我們治療老年癡呆癥，可能只知道是老年人的記憶力下降了，記不住事了。對于這種病的治療，一直沒有發現有效的預防和治愈的方法。現在知道了定位細胞，讓我們對老年癡呆癥的了解更深入，或許幫助我們打開了治療這種疾病的大門。”

　　美國費城德雷塞爾大學的研究員喬舒亞·雅各布斯說，大腦的網格細胞系統功能不僅支持導航，還有記憶功能，老年癡呆癥病人經常迷失方向，與空間記憶功能受損有關，“如果從這類患者的網格細胞入手進行治療，可能會有效。”

　　獎臺上的

　　夫妻檔

　　昨天，諾貝爾獎生理學醫學獎獲得者出爐的消息傳出后，有網友吐槽：新聞上掃到兩名挪威科學家的照片時心想怎么長得這么有夫妻相，往下仔細一看文字還真是一對夫妻！

　　這次獲獎的莫澤夫婦已經共事超過30年，結婚超過28年，據說，兩人常年一起在北極研究神經科學。這也是諾獎上出現的第5對夫妻檔。

　　一個人一生能獲一次諾貝爾獎就可謂功成名就，更難得的是另一半也一起登上領獎臺，他們絕對稱得上是學霸夫妻中的戰斗機。

　　除了今年生理學或醫學獎的獲得者莫澤夫婦，歷史上還有4對諾獎夫妻檔，他們是——

　　大名鼎鼎的居里夫婦，瑪麗·居里和丈夫皮埃爾·居里因對放射性物質的研究分享了1903年諾貝爾物理學獎。

　　此后，居里夫婦的女兒伊雷娜·約里奧—居里繼承了家族的優良傳統，和丈夫弗雷德里奧·約里奧因為對人工放射性的開創性研究，一起成為1935年諾貝爾化學獎得主。

　　除了居里家族，1947年諾貝爾生理學或醫學獎得主，也是一對夫妻，他們是卡爾·科里和格蒂·科里，他們因發現糖代謝中的酶促反應，而分享了這個獎項。

　　而1974年諾貝爾經濟學獎得主貢納爾·默達爾和1982年諾貝爾和平獎得主阿爾瓦·米達爾也是一對諾獎夫妻檔。

原標題: 有沒有方向感原來和大腦“內置GPS”有關