“內(nèi)置GPS”實(shí)現(xiàn)空間自我定位

　　人們?nèi)绾沃雷约荷硖幒蔚?？如何記住從一地到另一地的路徑？更重要的問題在于，這些信息以何種方式儲存于人腦中以至于再次走同樣道路時(shí)我們能夠輕松自如？今年的諾貝爾桂冠獲得者發(fā)現(xiàn)人腦中存在定位系統(tǒng)，即“內(nèi)置GPS”，這使得人們能夠在空間中自我定位，為更高級認(rèn)知功能提供了細(xì)胞基礎(chǔ)。

　　據(jù)悉，1971年，奧基夫博士首次發(fā)現(xiàn)了這一定位系統(tǒng)的組成部分，即當(dāng)老鼠處于房間內(nèi)的某個(gè)特定位置時(shí)，大腦海馬體的某種神經(jīng)細(xì)胞處于活躍狀態(tài)。而當(dāng)老鼠位于其他位置時(shí)，另外的神經(jīng)細(xì)胞也會(huì)表現(xiàn)活躍。奧基夫總結(jié)，這些“位置細(xì)胞”形成了一張房間地圖。

　　三十多年后，莫澤夫婦在2005年發(fā)現(xiàn)了大腦定位系統(tǒng)的另一個(gè)關(guān)鍵組成。他們成功確定了另一種神經(jīng)細(xì)胞并稱其為“網(wǎng)格細(xì)胞”，這種細(xì)胞形成坐標(biāo)系并能進(jìn)行精確定位及尋路。這一研究表明位置及網(wǎng)格細(xì)胞能夠確定位置并導(dǎo)航。三人的研究解決了困擾哲學(xué)家及科學(xué)家長達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的問題，即大腦如何形成對周圍環(huán)境的感知并能在復(fù)雜的環(huán)境中準(zhǔn)確“導(dǎo)航”。

　　位置細(xì)胞實(shí)現(xiàn)對環(huán)境感知

　　對位置的感知及導(dǎo)航能力對人類的存在而言是基礎(chǔ)性的。對位置的感知能夠使人們形成位置及環(huán)境的概念。在導(dǎo)航過程中，這又與對距離的感知是相通的，后者基于對之前位置的移動(dòng)和認(rèn)知而實(shí)現(xiàn)。

　　約翰·奧基夫著迷于大腦如何控制行為的問題，20世紀(jì)60年代后期決定運(yùn)動(dòng)神經(jīng)生理方法分析這一問題。當(dāng)老鼠在房間內(nèi)自由行動(dòng)時(shí)，記錄其大腦海馬區(qū)域單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞信號。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老鼠處于特定位置時(shí)，固定的神經(jīng)細(xì)胞就會(huì)處于活躍狀態(tài)，他認(rèn)為“位置細(xì)胞”不僅會(huì)記錄視覺性輸入信息（應(yīng)該是指視覺刺激的意思），而且能夠形成對周圍環(huán)境的內(nèi)置地圖。奧基夫總結(jié)，當(dāng)處于不同環(huán)境時(shí)，不同的位置細(xì)胞就會(huì)表現(xiàn)出活躍性，從而在大腦海馬生成了不計(jì)其數(shù)的地圖。因此，關(guān)于環(huán)境的記憶能夠以位置細(xì)胞活性特殊聯(lián)系的形式處于大腦海馬。

　　網(wǎng)格細(xì)胞使空間導(dǎo)航成為可能

　　莫澤夫婦發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老鼠在自由活動(dòng)時(shí)，海馬區(qū)背緣的某種細(xì)胞擁有不同尋常的活性，這類細(xì)胞以獨(dú)特的形態(tài)活躍著，莫澤夫婦將其稱為“網(wǎng)格細(xì)胞”，這些細(xì)胞形成坐標(biāo)系，從而使得空間導(dǎo)航成為可能。同該區(qū)域的其他細(xì)胞一起，便形成了對方向及房間邊緣的感知，并與海馬區(qū)的位置細(xì)胞共同形成路徑，組成了更為復(fù)雜的定位系統(tǒng)，即大腦“內(nèi)置GPS”。

　　人體大腦同樣存在網(wǎng)格細(xì)胞

　　網(wǎng)站所發(fā)布的消息稱，近年來大腦成像技術(shù)及神經(jīng)外科學(xué)的病例研究已經(jīng)提供了證據(jù)表明位置細(xì)胞及網(wǎng)格細(xì)了,胞在人腦中同樣存在。對阿爾茨海默癥患者而言，在發(fā)病早期大腦海馬區(qū)及背緣更易受影響，這些患者早期也往往表現(xiàn)出不認(rèn)識路及周圍環(huán)境的癥狀，關(guān)于大腦定位系統(tǒng)的研究可能會(huì)幫助人們理解這種疾病。

　　專家解讀

　　臨床轉(zhuǎn)化目前無從談起

　　Q：莫澤夫婦在接受采訪時(shí)也曾表示這項(xiàng)研究會(huì)對與人腦相關(guān)聯(lián)的一系列領(lǐng)域產(chǎn)生貢獻(xiàn)，其中阿爾茨海默癥是目前看來連接最緊密的。對于阿爾茨海默癥的治療，這項(xiàng)研究的意義有哪些？

　　中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)常務(wù)委員、北京醫(yī)院神經(jīng)科主任陳海波：定位功能是人體大腦認(rèn)知功能中非常重要的一部分，包括我們?nèi)ツ膬?、怎么走，左右兩邊各有什么等，都是大腦空間定位功能的體現(xiàn)，而大腦海馬、額葉等區(qū)域的細(xì)胞都有可能參與這個(gè)過程。

　　海馬區(qū)與人體記憶能力相關(guān)，但阿爾茨海默癥的病變部位并不局限于海馬，大腦皮層甚至整個(gè)大腦都會(huì)受到損害，而且后期隨著病情的進(jìn)展，大腦頂葉、額頂葉等都會(huì)出現(xiàn)萎縮，只不過海馬區(qū)萎縮較早，所以阿爾茨海默發(fā)病早期以記憶損傷為主。

　　從細(xì)胞治療的角度來看，這樣的研究成果提供了一個(gè)方向，對于新的治療方向及方法的研究具有價(jià)值，但目前還談不上研究成果的臨床轉(zhuǎn)化。