去年，美德三位科学家因为发现了细胞“运输”的秘密，获得当年诺贝尔生理学或医学奖。今年，又有三位科学家因为发现了大脑中的“定位”细胞，获得诺贝尔生理学或医学奖。

　　昨天，瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布，将2014年诺贝尔生理学或医学奖授予拥有美国和英国国籍的科学家约翰·奥基夫，以及两位挪威科学家梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽，以表彰他们发现大脑定位系统细胞的研究。

　　诺贝尔奖评选委员会在声明中说：“我们如何知道自己在哪里？我们如何从一个地方到另一个地方？我们如何在大脑中储存信息，以便下一次能够找到相同的路径？”今年获奖者的研究成就展示了较高认知功能的细胞基础。他们发现了大脑的定位系统，即“内部的GPS”，从而使人类能够在空间中定位自我。

　　(从左到右)美英双重国籍科学家约翰·奥基夫、挪威科学家梅-布莱特·莫泽和爱德华·莫泽因发现大脑定位系统细胞的研究贡献分享2014年诺贝尔生理学或医学奖。新华社供图

　　定位“大脑GPS”

　　三位科学家用了34年时间

　　三位科学家发现的大脑定位系统细胞，包含两部分的发现：1971年，奥基夫发现了这种定位系统的第一个组成部分，他称之为“位置细胞”；30多年后，莫泽夫妇于2005年发现了大脑定位系统的另一关键构成——“网格细胞”。

　　1971年，奥基夫在老鼠的海马区首先发现了位置细胞。他把电极记录器安置在大鼠的大脑海马区，然后让老鼠在一个陌生的房间自由走动。当老鼠走到一个位置时，特定位置的细胞就放电，以后不管老鼠是什么运动，一旦再次走到这个位置，同样的那个细胞就会放电。这种情况发生在其他细胞上，每个细胞好像对应着某个特定的位置，给予了每个坐标一个记忆似的。当把这只老鼠放到另外一个新房间，它仍会自动将新房间重新绘制一遍。奥基夫总结出，这些细胞就是“位置细胞”，它们在大脑中形成了关于房间的地图。

　　奥基夫对这个发现十分喜欢，但他也意识到，除了位置细胞，大脑中必然还存在着其他作用的“导航细胞”，比如计算距离、感知方向等。

　　2005年，莫泽夫妇发现了大脑定位系统的另一关键构成——“网格细胞”。他们发现，在大脑的内嗅皮层里还有另一种神经细胞，当老鼠经过特定地点的时候就会激活，而这些特殊地点组成的六角形网络，每个“网格细胞”以独特的空间模式激活。所有网格细胞联合起来形成一个坐标系，使得空间导航成为可能。

　　网格细胞和内嗅皮层里的其他细胞合作识别动物头部的方向以及屋子的边界，并和海马体内的位置细胞形成网络。这一神经回路组成了一套综合定位系统，就像大脑内置的GPS。

　　脑研究有三个层次

　　神经网络的研究最难啃

　　诺贝尔奖评选委员会说，奥基夫和莫泽夫妇的研究成果解决了困扰科学界几个世纪的难题，揭示了大脑如何创建周围空间的“地图”，如何在复杂环境中定位路径。对大脑定位系统的认知，可能帮助我们进一步了解人类大脑空间记忆的中枢机制，开启人类对记忆、思考等认知过程理解的新篇章。

　　昨天，中国科学院院士、神经生物学家段树民在接受钱报记者采访中说，这项研究成果非常重要，它最大的帮助在于，揭示了大脑的又一种功能，让人类对大脑的研究更进一步。

　　段院士也是搞大脑记忆研究的。大脑的记忆功能有很多种，其中定位细胞跟空间记忆有关，而他研究的是学习功能的记忆。他告诉钱报记者，对大脑的研究，目前有三个层次，最基本的是对大脑细胞分子水平的研究，现在这方面的研究很普遍，也比较容易；另一种是心理认知方面的研究，不需要知道大脑细胞是怎么活动的。而目前最难的，则是对大脑神经网络的研究。

　　这次诺贝尔生理学或医学奖获得者对定位细胞的发现，就是对大脑神经网络研究的新成果。“从发现一个细胞的活动开始，进而研究一群细胞是怎样相互联络、相互作用的，它们在一个网络中是如何运作的，形成一种什么样的功能，并要找到运作的规律。”段院士说，对脑科学的研究，世界上发达国家都很重视，中国也在加大投入。段院士目前牵头做的一个课题就叫做《情感与记忆的神经环路基础》，是国家自然科学基金的一个重要研究项目。

　　定位细胞或将打开治疗老年痴呆的大门

　　大脑中“内置GPS”的发现，或许可以解释生活中的一些现象：为什么有些人方向感特别差，同样的路线走了几遍都记不住；为什么有些老年人走出家门，就找不到回家的路……

　　浙江大学医学院附属第二医院神经外科主任张建民对钱报记者说，大脑定位系统细胞是一种高级的认知功能，发现了这种机制和原理，对改善临床的治疗方法将起到铺垫性作用。

　　“为什么有些人方位感特别强，而有些人找路，总是记不牢？可能就是跟定位细胞有关系。每个人的个体是有差异的，细胞也是有强弱的，有些人记性特别好，就是因为分管记忆功能的细胞特别强。”张主任说，现在老年痴呆症很普遍，有些老人走出家门就回不来了，就可能是定位细胞出了问题，退化了，记忆功能丧失了，记忆地图无法形成。

　　张主任说，定位细胞的发现，让我们知道人是靠这些空间能力才能在环境中识别、记忆并辨别方向。“以前我们治疗老年痴呆症，可能只知道是老年人的记忆力下降了，记不住事了。对于这种病的治疗，一直没有发现有效的预防和治愈的方法。现在知道了定位细胞，让我们对老年痴呆症的了解更深入，或许帮助我们打开了治疗这种疾病的大门。”

　　美国费城德雷塞尔大学的研究员乔舒亚·雅各布斯说，大脑的网格细胞系统功能不仅支持导航，还有记忆功能，老年痴呆症病人经常迷失方向，与空间记忆功能受损有关，“如果从这类患者的网格细胞入手进行治疗，可能会有效。”

　　奖台上的

　　夫妻档

　　昨天，诺贝尔奖生理学医学奖获得者出炉的消息传出后，有网友吐槽：新闻上扫到两名挪威科学家的照片时心想怎么长得这么有夫妻相，往下仔细一看文字还真是一对夫妻！

　　这次获奖的莫泽夫妇已经共事超过30年，结婚超过28年，据说，两人常年一起在北极研究神经科学。这也是诺奖上出现的第5对夫妻档。

　　一个人一生能获一次诺贝尔奖就可谓功成名就，更难得的是另一半也一起登上领奖台，他们绝对称得上是学霸夫妻中的战斗机。

　　除了今年生理学或医学奖的获得者莫泽夫妇，历史上还有4对诺奖夫妻档，他们是——

　　大名鼎鼎的居里夫妇，玛丽·居里和丈夫皮埃尔·居里因对放射性物质的研究分享了1903年诺贝尔物理学奖。

　　此后，居里夫妇的女儿伊雷娜·约里奥—居里继承了家族的优良传统，和丈夫弗雷德里奥·约里奥因为对人工放射性的开创性研究，一起成为1935年诺贝尔化学奖得主。

　　除了居里家族，1947年诺贝尔生理学或医学奖得主，也是一对夫妻，他们是卡尔·科里和格蒂·科里，他们因发现糖代谢中的酶促反应，而分享了这个奖项。

　　而1974年诺贝尔经济学奖得主贡纳尔·默达尔和1982年诺贝尔和平奖得主阿尔瓦·米达尔也是一对诺奖夫妻档。

原标题: 有没有方向感原来和大脑“内置GPS”有关