2014年10月6日(農(nóng)歷2014年9月13日)，大腦“導(dǎo)航系統(tǒng)”發(fā)現(xiàn)者約翰-歐基斯等3人獲諾獎(jiǎng)。約翰·歐基夫、梅·布萊特和愛德華·莫索爾2014年10月6日17時(shí)30分左右，瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院在斯德哥爾摩宣布，將2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予英國科學(xué)家約翰·奧奇夫、和挪威科學(xué)家梅-布里特·莫澤和愛德華·莫澤夫婦，以表彰他們發(fā)現(xiàn)構(gòu)成大腦定位系統(tǒng)的細(xì)胞的重大貢獻(xiàn)。約翰·歐基夫、梅·布萊特和愛德華·莫索爾獲得2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這三位科學(xué)家解決了一個(gè)困擾科學(xué)家和哲學(xué)家?guī)讉€(gè)世紀(jì)的問題———大腦如何對我們生活的環(huán)境產(chǎn)生一個(gè)地圖并為我們導(dǎo)航，也就是控制方向感的細(xì)胞群。獲獎(jiǎng)原因：發(fā)現(xiàn)大腦內(nèi)置GPS。該發(fā)現(xiàn)大腦中“GPS”對神經(jīng)藥學(xué)、尤以阿茲海默綜合癥(老年癡呆癥)研究有益。因是同一主題下的兩項(xiàng)研究，約翰·歐基夫獲得獎(jiǎng)金的1/2，梅·布萊特和愛德華·莫索爾夫婦各得獎(jiǎng)金的1/4。大腦細(xì)胞神奇如同導(dǎo)航系統(tǒng)在過去的幾千年中，人類已經(jīng)發(fā)明并應(yīng)用了許多不同的導(dǎo)航工具，如地圖、指南針和經(jīng)緯線等。而自然界的發(fā)展遠(yuǎn)超前于人類，似乎還把這些工具“植入”了人類大腦之中，以保證我們的生存。倫敦大學(xué)學(xué)院行為神經(jīng)學(xué)家雨果?斯皮爾斯在利物浦大學(xué)舉行的BA科學(xué)節(jié)(BAFesti鄄valofScience)上表示，我們的大腦中含有如同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)這樣的導(dǎo)航體系，其中包含嵌入式地圖，坐標(biāo)和指南針等。大腦中的導(dǎo)航體系位于名為海馬體的腦部區(qū)域。該區(qū)域是記憶形成的主要場所。海馬體在記憶的過程中，充當(dāng)轉(zhuǎn)換站的功能。當(dāng)大腦皮質(zhì)中的神經(jīng)元接收到各種感官或知覺訊息時(shí)，它們會把訊息傳遞給海馬體。如果海馬體有反應(yīng)，神經(jīng)元就會開始形成持久的網(wǎng)絡(luò)，從而形成記憶；但如果沒有通過這種認(rèn)可的模式，那么腦部接收到的經(jīng)驗(yàn)就會自動消逝。由維康信托基金贊助、倫敦大學(xué)學(xué)院教授埃莉諾?馬奎爾實(shí)施的研究表明，海馬體還負(fù)責(zé)空間性的導(dǎo)航，這在倫敦出租車司機(jī)身上表現(xiàn)得尤為明顯。研究表明，倫敦出租車司機(jī)海馬體中的某一區(qū)域比普通人的大了數(shù)倍，而公交車司機(jī)的相關(guān)區(qū)域卻與普通民眾相差無幾，這表示導(dǎo)航的普通技能與海馬體的大小并不相關(guān)，真正的關(guān)鍵在于倫敦出租車司機(jī)多年以來在頭腦中構(gòu)建的城市街道分布體系。在后續(xù)研究中，斯皮爾斯博士和馬奎爾教授通過電視游戲PS2《逃亡》，對出租車司機(jī)如何運(yùn)行大腦中的海馬體和其他導(dǎo)航所需的區(qū)域做了調(diào)查。在出租車司機(jī)使用模擬仿真電視游戲機(jī)對倫敦街道導(dǎo)航的同時(shí)，通過功能核磁共振成像儀對其進(jìn)行腦部掃描。核磁共振成像技術(shù)，或功能核磁共振成像(fMRI)是一種非常有效的研究腦功能的非介入技術(shù)，已經(jīng)成為最廣泛使用的腦功能研究手段。它雖然是一種非介入技術(shù)，卻能對特定的大腦活動皮層區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確定位，空間分辨率可達(dá)2毫米，并且能以各種方式對物體反復(fù)進(jìn)行掃描。fMRI的另一特點(diǎn)是，能實(shí)時(shí)跟蹤信號的改變，例如追蹤大腦在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生的思維活動，或認(rèn)知實(shí)驗(yàn)中信號的變化等，時(shí)間分辨率可達(dá)1秒。大批的腦科學(xué)研究人員已經(jīng)開始從事核磁共振功能神經(jīng)成像的研究，并將它應(yīng)用于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)司機(jī)首次對前方行進(jìn)路線進(jìn)行思考的時(shí)候，他們的海馬體最為活躍。相比之下，當(dāng)司機(jī)遇到路障、發(fā)現(xiàn)熟識地標(biāo)、觀賞沿邊景色或是考慮顧客的想法時(shí)，他們大腦中其他區(qū)域的活動便有了顯著的增加。為了進(jìn)一步證實(shí)研究結(jié)果，斯皮爾斯博士和馬奎爾教授還對一名因大腦海馬體嚴(yán)重受損而失憶的出租車司機(jī)作了研究。實(shí)驗(yàn)證明這名司機(jī)只可以對主要街道進(jìn)行導(dǎo)航，而對蜿蜒、次要的街道則表現(xiàn)得束手無策。斯皮爾斯博士表示，海馬體在導(dǎo)航中起著至關(guān)重要的作用，與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有著異曲同工之妙。倫敦的出租車司機(jī)需要在成千上萬蜿蜒的街道中找尋自己的路線，他們具有精確而有效的導(dǎo)航體系，并在不斷的經(jīng)驗(yàn)積累中日漸強(qiáng)大。當(dāng)出租車司機(jī)越接近目的地，其腦中內(nèi)側(cè)額葉前皮質(zhì)的活動就越發(fā)活躍。然而，大腦如何對路線做出正確的選擇我們?nèi)圆恢獣?，這也是斯皮爾斯博士正在研究的課題。科學(xué)家已經(jīng)在海馬體內(nèi)部及鄰近大腦區(qū)域分辨出了三種細(xì)胞，即位置細(xì)胞(placecell)、頭朝向細(xì)胞(headdirectioncell)和格子細(xì)胞(gridcell)，這三種細(xì)胞組成了大腦中的導(dǎo)航體系。我們的大腦中有成千上萬的位置細(xì)胞，分布在眾多細(xì)小的角落。位置細(xì)胞接收各種來源的空間信息后，可對這些信息進(jìn)行加工處理，在海馬體內(nèi)形成認(rèn)知地圖，或加強(qiáng)聯(lián)合皮層內(nèi)細(xì)胞集群的突觸聯(lián)系，以形成對空間位置的永久記憶。頭朝向細(xì)胞是一種頭朝向依賴性神經(jīng)元，它如同指南針一般，可以告訴我們面對的是哪一條路，對于指導(dǎo)動物運(yùn)動有重要作用，并受環(huán)境、方向、暗示等因素的影響。而挪威科技大學(xué)愛德華?莫塞爾教授團(tuán)隊(duì)于2005年發(fā)現(xiàn)的格子細(xì)胞則可以通過類似經(jīng)、緯線的網(wǎng)格模型告知我們已經(jīng)行進(jìn)了多遠(yuǎn)。正是這些神奇的細(xì)胞構(gòu)建出了人類大腦中的導(dǎo)航體系，為人類實(shí)現(xiàn)自我導(dǎo)航奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。