本文由微信公众号「生物学霸」授权转发。
北京时间 8 日 17 时 30 分，诺贝尔委员会宣布，英国科学家John O’Keefe（约翰-欧基夫）、挪威夫妇May-Britt Moser（梅-布莱特）和Edvard Moser（爱德华-莫索尔）获得今年诺贝尔生理学或医学奖，奖励他们在“发现大脑中形成定位系统的细胞”方面所做的贡献。全文如下：
我们如何知道自己的位置？我们如何从一个地方去到另一个地方？为何当我们在下次重复同样的路线时能够迅速查找到这些信息，我们在大脑中是如何对它们进行存储的？今年的诺贝尔生理学与医学奖获得者们发现了大脑内的定位系统，一种大脑中内置的“GPS”，它让我们能够在空间中实现自我定位，这从细胞层面揭示了人类高等认知能力。
1971年，John O´Keefe 发现了构成这一体系的第一个组成部分。他在大脑一个名叫“海马”的区域内发现一种特殊的神经细胞，当实验大鼠在房间内的某一特定位置时其中一部分这样的细胞总是显示激活状态。而当大鼠在房间内的其他位置时，另外一些细胞则显示激活状态。奥基夫认为这些是“定位细胞”，它们形成了房间的地图。
30多年后，也就是在2005年，May-Britt Moser和Edvard Moser夫妇发现大脑定位机制的另外一项关键组成部分。他们识别出另外一种神经细胞，他们将其称之为“网格细胞”，这些细胞产生一种坐标体系，从而让精确定位与路径搜寻成为可能。他们随后进行的研究揭示了位置细胞以及网格细胞是如何让定位与导航成为可能的。
John O´Keefe、May-Britt Moser和Edvard Moser的发现解决了一个占据了哲学家和科学家几个世纪的问题，即大脑如何创建一个我们周围空间的地图？我们在复杂的环境中如何导航？
我们如何了解我们的环境？
方向感和导航能力是我们生存的根本。方向感是对环境中位置的感知。在导航过程中，它是基于对先前位置的运动和了解从而与距离感内在关联。
关于定位和导航问题，哲学家和科学家们思考了很长时间。200多年前，德国哲学家康德认为，一些精神能力作为先知存在，并独立于经验。他认为空间概念是思想的内在准则，通过此，世界可以被感知。20世纪，行为心理学出现，让这些问题可以通过实验研究手段解决。当Edward Tolman 检测大鼠穿越迷宫时，他发现大鼠可以学会如何导航，并提出了他们会形成“认知地图”帮助他们找到自己的路。但问题仍然存在，这样的地图是怎样在大脑中形成的呢？
John O´Keefe和空间中的定位
John O´Keefe着迷的是大脑是如何控制行为和决定的问题，在20世纪60年代末，尝试用神经电生理的方法去解决这个问题。当将房间里移动的大鼠大脑中的海马体中的单个神经细胞记录信号，奥基夫发现当动物假定在环境中的一个特定的地方，特定的神经细胞被激活。他能证明这些“定位细胞”不仅在生成视觉输入，还在建立环境内地图。奥基夫发现海马产生了大量地图，这是由在不同的环境中被激活的定位细胞的集体活动产生的。因此，环境的记忆可以作为海马体定位细胞特定活动的组合而储存。
May-Britt Moser和Edvard Moser找到坐标
May-Britt Moser和Edvard Moser在给房间里运动的大鼠海马体建立映射连接时，他们在大脑内嗅皮质部分发现了一个惊人的活动模式。在这里，大鼠路过六角形网格内多个位置时，某些细胞会被激活。这些细胞是在一个独特的空间内被激活，而且这些“网格细胞”构成一个空间导航坐标系。和内嗅皮质一起，他们识别头部的定位和周边的环境，它们在海马体中与定位细胞一起形成电路。该电路是大脑内一个全面的定位系统，是大脑中的GPS。
人脑中的定位
最近的脑成像技术调查，比如对颅脑手术患者的研究，表明定位细胞、网格细胞在人类中存在。阿尔茨海默病患者中，海马体和内嗅皮质经常在早期阶段容易受到影响，这些人常常迷失方向，无法识别环境。了解脑的定位系统的可以帮助我们从机制上去了解这类病人的空间记忆是如何丧失的。
大脑的定位系统的发现代表了专门的细胞群是如何理解范式转变并共同执行更高级的认知功能。它为其他认知过程开辟了新的途径，如记忆、思考和计划。
获奖者简介
John O’Keefe教授
John O’Keefe出生于纽约，在纽约城市大学获得学士学位，然后在加拿大麦吉尔大学获得博士学位，在这里他学习了记录动物单个神经元电活动的技术。然后他在英国伦敦学院大学从事博士后工作，1987年成为这里的教授（纽约人在伦敦）。John O’Keefe最重要的发现是位置细胞，他系统分析了环境因素对海马神经元电活动的影响，发表了许多在位置细胞领域有重要影响的论文（高引用论文）。他和LynnNadel共同编写了一本很有影响的专著The Hippocampus as a Cognitive Map《海马是一个认知地图》。在书中，他们将海马比喻为一种内在的全球定位系统，这一专著成就了他们在这一领域的地位。
May-Britt Moser、Edvard Moser夫妇
May-Britt Moser 、Edvard Moser是挪威的心理学家，神经生物学家。他们建立了记忆生物学研究中心（CBM）和卡维里研究所。并且他们率先在过去的十年中开展脑定位机制的研究。
推荐关注：
微信名「生物学霸」
微信号「shengwuxueba」
