作者wladimir (wladimir)
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標題[轉錄] 諾貝爾獎得主夫婦另一面：不同軀體的一
時間Mon Oct 6 21:06:46 2014
諾貝爾獎得主夫婦另一面：不同軀體的一個大腦
http://tech.sina.com.cn/d/2014-10-06/19539669074.shtml
新浪科技訊 北京時間10月6日消息，據國外媒體報道，剛給頒發的2014諾貝爾獎生
理學或醫學獎得主為：美國科學家John O'Keefe(約翰-歐基夫)，挪威科學家May Britt
Moser(梅-布萊特)；以及挪威科學家Edvand Moser(愛德華-莫索爾)，以獎勵他們在“
發現了大腦中形成定位系統的細胞”方面所做的貢獻。
此次的諾獎得主莫瑟爾夫婦(Edvard 和May-Britt Moser)已經共事超過30年，結婚
超過28年的事實并沒有讓他們對大腦科學的研究興趣有絲毫減弱。他們會在早餐時間討
論這個話題，他們也會在清晨的實驗室會議中進行更加細致的探討。夏天夜晚，在附近
的小餐館吃飯時，夫妻倆仍然在思考這個問題——我們的大腦究竟如何能夠指引我們回
家？May-Britt說：“要想走回家，首先我們必須知道自身此刻的位置，我們要去往哪里
，何時拐彎，何時停下。真是難以置信，我們竟然不會迷路！”
如果說誰最了解回家的路，那么一定就非莫瑟爾夫婦莫屬了。他們兩人在2005年因
為發現了小鼠大腦內的“網格細胞”而在學術界聲名鵲起。這種奇特的神經細胞同樣存
在于人類的大腦內，它們的工作有點像是我們內置的全球定位系統，讓動物得以了解自
身的位置。在那之后，莫瑟爾夫婦一直在這個問題上繼續前進，研究這些網格細胞如何
與其他特定的神經細胞之間發生相互作用，這些細胞一起，構成了生物體完整的導航定
位體系。對這些網格細胞的研究或將幫助了解記憶的形成機制，并解釋為何當我們回想
起過去的某些事件時，往往會伴隨著事件發生時的場景，如某個房間，街道，或是景物
。
在追求科學的道路上，這兩人已經成為科學界的一種“現象”。夫妻兩人合作無間
，相貌親切，仿佛一個大腦分別長在了兩個不同軀體之內。他們在位于挪威特羅姆瑟資
金充裕的實驗室內開展工作——這里是歐洲的遙遠角落，距離北極圈只有大約350公里。
他們共同發表文章，一起獲得獎項——他們是一個整體。當然他們最近獲得的獎項就是
剛剛頒發的諾貝爾生理學與醫學獎了。他們與曾經在倫敦大學學院(UCL)的導師，神經科
學家約翰·奧基夫共同獲得了這一殊榮。2007年，在他們僅40多歲的年紀時，莫瑟爾夫
婦獲得卡維里基金會的資助建立一個卡維里研究院，而全球一共只有17個這樣的研究院
。現在莫瑟爾夫婦已然是挪威的小小名人，而他們的實驗室也已經成為一塊磁石，吸引
全世界神經科學領域的頂尖學者前往。以色列魏茨曼科學研究所的神經科學家納楚姆·
烏拉諾夫斯基(Nachum Ulanovsky)表示：“他們的周圍全都是極有學識之士。”烏拉諾
夫斯基剛剛在今年9月份造訪了莫瑟爾夫婦在特羅姆瑟的實驗室。
莫瑟爾夫婦的工作將他們引向了21世紀最具挑戰性的課題之一：大腦是如何工作的
？就像計算機利用程序語言進行運作，比如說Java，大腦似乎也有自己的運行語言——
它們就隱藏在神經細胞激活的頻率與持續時間，以及大腦回路中周期性漲落的神經電信
號模式之中。這些信號讓大腦得以反映外部世界，如聲音，光纖，氣味以及自身在空間
中的位置——當然是以一種它能夠理解并進行運算的語言。有了網格細胞的發現，莫瑟
爾夫婦首先闖入了這一大腦科學未知的領域，而現在，這一領域面臨的挑戰將是繼續前
行。
斯坦尼斯拉斯·地哈尼(Stanislas Dehaene)是巴黎法蘭西學院的神經科學家，他說
：“莫瑟爾夫婦的研究直指認知神經科學領域的核心，他們正嘗試理解認知現象背后的
神經密碼，從而將計算機科學與生物學，甚至哲學統一起來。”
相遇相知
莫瑟爾夫婦分別在挪威的兩座不同的北極島嶼上長大，在那里夏季似乎是永恒的，
而在漫長的冬季，唯一照亮地面的似乎就只剩下天空中的北極光。他們兩人都出身于非
學術家庭，然后兩人都去了同一所學校。但兩人直到1983年都互相并不認識，盡管兩人
都在奧斯陸大學求學。兩人都在迷惑，究竟自己要研究什么課題，而與此同時兩人又都
開始意識到自己的真正激情在于對神經科學以及大腦科學方面的研究上。
然后突然之間，迸出火花。帶著年輕人之間的羅曼蒂克故事，還有在學術上的好奇
心，他們開始了一項使命——找出大腦控制行為的背后機制。兩人前去拜訪了該校具有
顯赫聲望的電生理學家皮爾·安德森(Per Andersen)并請求跟隨他做本科畢業課題。當
時安德森正在開展對大腦海馬體區域神經細胞活動的研究——這是大腦中一個與記憶有
關的區域。此刻，兩位年輕的學生決心將細胞的精確活動機制與動物行為聯系起來。安
德森與當時大多數的神經科學家一樣，對像這樣直接跨越如此巨大的一步心存疑慮。但
是這兩位年輕人非常堅持，他不答應他們就不肯離開他的辦公室。于是他最后只能妥協
，并未他們指定了一個聽上去相當簡單的課題：在保持小鼠對環境信息記憶能力的情況
下，你最多可以切除小鼠大腦海馬體的多大一部分？
于是兩位年輕人接受了這項挑戰，并很快有了重大的發現。在當時，科學家們普遍
認為海馬體是均一的。但莫瑟爾夫婦發現海馬體的一側在空間記憶方面要比另一側重要
得多。這一經歷讓他們意識到詳細大腦解剖工作的重要性，這一點后來在他們的職業生
涯中被證明是無比寶貴的一課。
1984年，當時還是本科學生的兩人登上了非洲坦桑尼亞境內的乞力馬扎羅山山頂，
并在這里交換了訂婚戒指。但因為山頂的溫度實在太冷，他們兩人不得不用最快的速度
完成戒指交換，然后趕緊戴上手套。此時的兩人已經設想好了他們未來共同生活的樣子
：先生孩子，然后去國外做博士后研究，最后在世界的某一個地方建立自己的實驗室。
這一計劃實現了——并且實現的速度要比他們原先的設想更快。甚至還在博士答辯完成
之前，他們兩人便雙雙收到了位于倫敦，約翰·奧基夫教授的實驗室發來的博士后研究
職位邀請。
1970年代，奧基夫教授在小鼠大腦的海馬體區域發現了一種被稱作“位置細胞”的
特殊神經細胞。這些細胞只有當小鼠抵達某一特定位置時才會被激活，比如靠近一個輪
子，或是在門前的位置。在那之后，人們又陸續發現了其他與導航相關的神經細胞，比
如有些神經細胞在小鼠的頭部轉向某一特定方向時會激活，有些則是當視野中見到邊界
(比如籠子或房間的邊界)時會激活。這一研究領域非常熱門，而莫瑟爾夫婦一頭扎了進
去。
1996年，莫瑟爾夫婦意外的收到位于特羅姆瑟的挪威科技大學的助理教授職位邀請
。對于這項邀請兩人顯得猶豫不決：如果接受，那么就將意味著前往一個遠離世界學術
研究中心的偏遠之地一個名不見經傳的小型大學單打獨斗。但是這個學校愿意給他們兩
人兩個職位，這就意味著他們可以在一個地方一同工作，并且研究領域也是對口的，這
對他們吸引力很大。于是他們最終決定接受邀請，回到了挪威，此時一同回國的還有他
們的兩個小寶寶——一個蹣跚學步，另一個還是嬰兒。
在特羅姆瑟安頓下來并不是一件容易的事。他們必須白手起家，在一間地下室里建
立起自己的實驗室，另外還要建立一個實驗動物設施。但在短短幾年之內，他們便得到
了歐盟研究委員會的一筆巨額資助。事情變得順利多了。
網格細胞
莫瑟爾夫婦在特羅姆瑟的第一個任務是改進對位置細胞信號來源的描述。盡管這些
細胞本身位于海馬體，但也有可能是位于其他位置的細胞對它們發出指令，控制它們何
時激活。還記得他們本科時代在實驗室中學到的經驗嗎？此時它開始發揮作用了——莫
瑟爾夫婦知道，他們必須從解剖學入手，探查信號是如何在此間進行傳遞的。
在實驗室中，他們兩人采用標準化的實驗手段研究位置細胞：將電極直接植入小鼠
的海馬體并記錄當它在一個大盒子內自由奔跑時產生的大腦信號。這些植入的電極靈敏
度極高，可以記錄下單個神經細胞發出的信號，這些信號會被送入計算機并匹配這些神
經細胞被激發時小鼠在盒子中所處的位置。這些點的位置在屏幕上以黑點的形式呈現。
為了確保小鼠的活動區域涵蓋了整個盒子區域，夫婦倆還特地在盒子底部均勻的撒上一
些巧克力碎塊——要知道，不管在實驗室里還是在實驗室外，莫瑟爾夫人都是一位熱心
的巧克力愛好者。
莫瑟爾夫婦采用化學方法人為地讓小鼠海馬體的部分區域失效，并觀察在這樣的情
況下位置細胞是否還照樣會發揮作用。通過這種方法，他們注意到信息流是從臨近的內
嗅皮層傳導而來的，這是小鼠大腦后下方一處垂直方向上的微小組織。此前沒有人對這
一不起眼的組織投入過多的關注，部分原因是因為這一組織非常難于接觸。其一側非常
接近一根大的血管，在這里進行操作將可能引起致命后果。在向一位大腦解剖學專家請
教之后，莫瑟爾夫婦得出結論，植入電極的最佳位置應該是避開血管，而置于接近大腦
皮層的地方。然后他們開始不斷重復這一實驗，記錄來自內嗅皮層單個神經細胞的信號
。也就是在這一時刻，他們有了突破性的發現。
莫瑟爾夫婦注意到，內嗅皮層區域的神經細胞會在小鼠通過某一特定點的時候發生
激活，這一點和海馬體區域的位置細胞很像。但它們在其他幾個區域也同樣會發生激活
。當盒子里的小鼠正忙著到處在盒子底部找巧克力碎塊吃的時候，莫瑟爾夫婦在一旁專
注的觀察它們的行為，而計算機則不斷記錄著小鼠的大腦神經細胞信號并在位置圖上進
行繪制。莫瑟爾夫婦注意到這些位置點似乎構成了某種模式，但此時他們還無法搞清楚
這究竟意味著什么。
幾個月的時間過去了，莫瑟爾夫婦突然意識到，他們應該找一個更大的盒子來讓小
鼠在其中奔跑，這樣就能獲得更大尺度上的位置圖形，也就或許那樣就能更好的進行判
讀。這樣做了之后，一個圖形模式漸漸清晰起來——那是一個呈六邊形的網格形狀，就
像一個蜂巢。起先他們不敢相信這樣的結果。這樣簡單而規則的圖形是他們無論如何也
無法相信會出現的結果——一般而言，在生物學實驗中得到的結果會比這雜亂的多。但
一個接一個，莫瑟爾夫婦逐一排除了所有的可能性，比如是否有可能這樣的圖案是他們
的電極設備問題導致的？
那么既然這是事實，那它究竟意味著什么？在盒子里并沒有六邊形狀存在，這一形
狀是在小鼠的大腦內抽象地形成并疊加于環境背景之上的，當小鼠經過這一抽象六邊形
上的某一點時，某一對應的神經細胞就會被激活。這是一項重大的發現——這是空間的
大腦語言，大腦正是依靠這種語言來刻畫周圍的空間環境的，這也正是人們長期以來苦
苦尋求的問題的答案！2005年，莫瑟爾研究組正式發表了他們的研究結果。
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→ wladimir: 莫瑟爾夫婦畢業于挪威奧斯陸大學，就職挪威科技大學 10/06 21:14
→ wladimir: 挪威也出現了世界頂尖大學和學術機構 10/06 21:14
推 vaquero: 琴瑟和鳴的典範～ 10/06 22:57
推 birdinucr: 我比較好奇這篇文章是臨時寫出來的嗎？在獲獎之前他們 10/07 13:01
→ birdinucr: 的工作應該不會很吸引人才是，比起癌症或病毒研究，或 10/07 13:01
→ birdinucr: 是中風、糖尿病、心血管疾病等還比較吸引人注意 10/07 13:03