圖表:三位科學(xué)家分享2014年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎 新華社記者 馮琦 編制
發(fā)現大腦的“定位系統”——解讀2014年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎
新華網(wǎng)斯德哥爾摩10月6日電(記者和苗 付一鳴)到了陌生的地方,人們如何感知和確認自己所處的空間?這多虧大腦中的一個(gè)“定位系統”。6日獲得2014年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎的三位科學(xué)家就是這一“定位系統”的最早發(fā)現者。他們的研究成果揭示了特化細胞如何協(xié)作并執行更高的認知功能,開(kāi)啟了人類(lèi)對記憶、思考等認知過(guò)程理解的新篇章。
1971年,擁有美國和英國雙重國籍的科學(xué)家?jiàn)W基夫發(fā)現了這種定位系統的第一個(gè)組成部分。他發(fā)現,老鼠大腦海馬區存在著(zhù)能夠發(fā)揮定位功能的神經(jīng)細胞,不同“位置細胞”在不同的位置興奮,從而在老鼠大腦中構成了一幅關(guān)于周邊環(huán)境的“地圖”。2005年,挪威科學(xué)家莫澤夫婦——梅-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關(guān)鍵組成部分——“網(wǎng)格細胞”。這種神經(jīng)細胞的興奮能形成坐標系,可以精確定位和尋找路徑。他們隨后的研究還揭示,這些“網(wǎng)格細胞”是如何確定位置并導航的。
諾貝爾獎評選委員會(huì )在關(guān)于獲獎成就的聲明中指出,感知位置和導航能力是最基本的大腦功能,對位置的感知能夠令人知道自己所處的環(huán)境,以及自己與周?chē)矬w的關(guān)系,人類(lèi)正是依靠這些空間能力才能在環(huán)境中識別、記憶并辨別方向。他們的研究促使更多的科學(xué)家在包括人類(lèi)在內的很多哺乳動(dòng)物身上發(fā)現“位置細胞”和“網(wǎng)格細胞”組成的定位系統,而對定位過(guò)程的研究,也為揭示大腦在認知過(guò)程中如何計算開(kāi)啟了新的途徑。
聲明說(shuō),腦功能障礙是最常見(jiàn)的殘疾原因,對患者和社會(huì )都會(huì )造成重大影響,但卻一直未能發(fā)現有效的預防和治愈方法。在很多腦疾病中都有空間記憶功能受損的影響。以癡呆癥患者為例,其大腦海馬區神經(jīng)細胞和大腦內嗅皮層細胞往往在早期就受影響,導致患者迷路并無(wú)法辨認外界環(huán)境。
諾貝爾獎評選委員會(huì )說(shuō),奧基夫和莫澤夫婦的研究成果解決了困擾科學(xué)界幾個(gè)世紀的難題,揭示了大腦如何創(chuàng )建周?chē)臻g的“地圖”,如何在復雜的環(huán)境中定位路徑。對大腦定位系統的認知,可能幫助我們進(jìn)一步了解人類(lèi)大腦空間記憶的中樞機制。