3，6。六合與空間導航

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2014年諾貝爾生理學或醫學獎被授予約翰·奧基夫（John O ?Keefe）、邁-布裏特·莫澤（May‐Britt Moser）和愛德華·莫澤（ Edvard Moser）三人。他們發現了大腦裏的“GPS”係統。根據諾貝爾官方網站（nobelprize.org）提供的信息，果殼網為你帶來如下解讀：

圖片來源：nobelprize.org 編譯：果殼網
 

我們是怎麽知道我們身在何方的？我們怎麽找到從一個地方到另一個地方的路線的？我們是怎麽把這些信息儲存下來，讓我們重返故地的時候能立刻找到路？

2014年諾貝爾生理學或醫學獎的得獎者發現了大腦裏的“定位係統”，一台內置的GPS，使得我們能在空間中定位自己身在何處，這表明這種高級認知功能也有細胞級別的基礎。

1971年，約翰·奧基夫發現了這個定位係統的第一個成分。他發現，大腦海馬體裏有一種神經細胞，每當大鼠身處屋子的某個特定地點的時候，這種細胞 總是會被激活。其它神經細胞則在大鼠身處其它地方的時候被激活。奧基夫的結論是，這些“位置細胞”（place cells）組成了屋子的地圖。

三十多年後，邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤發現了大腦定位係統的另一個關鍵成分。他們發現了另一種神經細胞，命名為“網格細胞”（grid cells），它們組成了一個坐標係，允許生物進行精確的定位和尋路。他們的後續研究表明，地點細胞和網格細胞一起使得定位和導航成為可能。

約翰·奧基夫，邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤的研究回答了困擾哲學家和科學家數百年的問題——大腦如何給周圍的空間創造地圖，我們如何在複雜的環境中尋找路線。

我們如何感知我們所在的環境？

人存於世，位置感和導航能力是不可或缺的。位置感使我們能夠感知自己在環境中所處的位置。在導航時，我們的位置感會與基於運動和對先前位置認知所形成的距離感相互聯係起來。

關於地點和導航的問題困擾了哲學家和科學家許久許久。200多年前，德國哲學家康德認為一些精神能力是獨立於經驗的先天知識。他認為空間概念是意識中既有的原則，人們會通過，也必須通過這些原則感知世界。

到20世紀中葉，行為科學的出現使得這些問題得以通過實驗手段進行解答。當愛德華·托爾曼（Edward Tolman）觀察迷宮中大鼠的運動時，他發現它們能夠學習如何導航，並提出它們腦中形成了一副“認知地圖”，使它們找到自己要去的路。但問題並未完全解 決：這個“地圖”在大腦中的表征是什麽？

約翰·奧基夫以及空間位置

在20世紀60年代晚期，約翰·奧基夫對於大腦如何控製行為和決策這一問題十分著迷，並常試圖用神經生理學的方式來解決這一問題。當他記錄在屋內自 由跑動的大鼠的大腦海馬體內單個神經細胞的信號時，奧基夫發現，當大鼠經過特定位置時，某些神經細胞會被激活。他發現這些“位置細胞”不僅僅接受視覺信號 輸入，而且還會在腦中繪製周圍環境的地圖。奧基夫總結道，通過在不同環境中被激活的不同的位置細胞，海馬體能生成很多地圖。因此，關於環境的記憶能以位置 細胞活性的特定組合形式被存在海馬體中。

邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤找到了定位係統

邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤在繪製移動中的大鼠的海馬體連接時，在附近的內嗅皮層中發現了一種讓人驚異的活動模式。當小鼠通過六角網格中的某些 位置時，內嗅皮層中的某些固定的細胞會被激活。每個細胞都對應著某個特定的空間格局，這些“網格細胞”共同建立出一個可以進行空間導航的坐標係統。它們和 內嗅皮層中其他負責辨識頭部方向和房間邊界的細胞一起，與海馬體中的位置細胞共同組成了神經回路。這個回路係統在大腦中建立了一套綜合定位係統，一個內置 的GPS。

圖片來源：nature.com 編譯：Calo

人類大腦裏的“地圖”

根據最近的腦成像技術調查，以及對接受神經外科手術患者的研究都顯示，位置細胞同樣存在於人體中。在早期階段阿爾茲海默氏疾病的早期階段，患者的海 馬體和內嗅皮質經常會受到影響，以致這些患者經常無法辨別周邊環境並且迷路。了解大腦的位置係統或許可以因此幫助我們了解這種疾病如何對患者的空間記憶喪 失造成影響。

這一對大腦位置係統的發現代表了我們進一步認識大腦特化細胞如何協同合作，並執行更高水平的認知功能。它為我們理解認知過程，比如記憶、思維與計劃開辟了新的途徑。

接下來，果殼網將繼續直播其他諾貝爾獎獎項的頒獎並進行解讀。（編輯：Calo）

參考文獻：

1. O'Keefe, J., and Dostrovsky, J. (1971). The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely‐moving rat. Brain Research 34, 171‐175.
2. O ?Keefe, J. (1976). Place units in the hippocampus of the freely moving rat. Experimental Neurology 51, 78‐109.
3. Fyhn, M., Molden, S., Witter, M.P., Moser, E.I., Moser, M.B. (2004) Spatial representation in the entorhinal cortex. Science 305, 1258‐1264.
4. Hafting, T., Fyhn, M., Molden, S., Moser, M.B., and Moser, E.I. (2005). Microstructure of spatial map in the entorhinal cortex. Nature 436, 801‐806.
5. Sargolini, F., Fyhn, M., Hafting, T., McNaughton, B.L., Witter, M.P., Moser, M.B., and Moser, E.I. (2006). Conjunctive representation of position, direction, and velocity in the entorhinal cortex. Science 312, 758‐762.

[大江川]

3，6。六合與空間導航 (2014-10-07 11:40:07) 下一個
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2014年諾貝爾生理學或醫學獎被授予約翰·奧基夫（John O ?Keefe）、邁-布裏特·莫澤（May‐Britt Moser）和愛德華·莫澤（ Edvard Moser）三人。他們發現了大腦裏的“GPS”係統。根據諾貝爾官方網站（nobelprize.org）提供的信息，果殼網為你帶來如下解讀：


圖片來源：nobelprize.org 編譯：果殼網


我們是怎麽知道我們身在何方的？我們怎麽找到從一個地方到另一個地方的路線的？我們是怎麽把這些信息儲存下來，讓我們重返故地的時候能立刻找到路？

2014年諾貝爾生理學或醫學獎的得獎者發現了大腦裏的“定位係統”，一台內置的GPS，使得我們能在空間中定位自己身在何處，這表明這種高級認知功能也有細胞級別的基礎。

1971年，約翰·奧基夫發現了這個定位係統的第一個成分。他發現，大腦海馬體裏有一種神經細胞，每當大鼠身處屋子的某個特定地點的時候，這種細胞 總是會被激活。其它神經細胞則在大鼠身處其它地方的時候被激活。奧基夫的結論是，這些“位置細胞”（place cells）組成了屋子的地圖。

三十多年後，邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤發現了大腦定位係統的另一個關鍵成分。他們發現了另一種神經細胞，命名為“網格細胞”（grid cells），它們組成了一個坐標係，允許生物進行精確的定位和尋路。他們的後續研究表明，地點細胞和網格細胞一起使得定位和導航成為可能。

約翰·奧基夫，邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤的研究回答了困擾哲學家和科學家數百年的問題——大腦如何給周圍的空間創造地圖，我們如何在複雜的環境中尋找路線。

我們如何感知我們所在的環境？
人存於世，位置感和導航能力是不可或缺的。位置感使我們能夠感知自己在環境中所處的位置。在導航時，我們的位置感會與基於運動和對先前位置認知所形成的距離感相互聯係起來。

關於地點和導航的問題困擾了哲學家和科學家許久許久。200多年前，德國哲學家康德認為一些精神能力是獨立於經驗的先天知識。他認為空間概念是意識中既有的原則，人們會通過，也必須通過這些原則感知世界。

到20世紀中葉，行為科學的出現使得這些問題得以通過實驗手段進行解答。當愛德華·托爾曼（Edward Tolman）觀察迷宮中大鼠的運動時，他發現它們能夠學習如何導航，並提出它們腦中形成了一副“認知地圖”，使它們找到自己要去的路。但問題並未完全解 決：這個“地圖”在大腦中的表征是什麽？

約翰·奧基夫以及空間位置
在20世紀60年代晚期，約翰·奧基夫對於大腦如何控製行為和決策這一問題十分著迷，並常試圖用神經生理學的方式來解決這一問題。當他記錄在屋內自 由跑動的大鼠的大腦海馬體內單個神經細胞的信號時，奧基夫發現，當大鼠經過特定位置時，某些神經細胞會被激活。他發現這些“位置細胞”不僅僅接受視覺信號 輸入，而且還會在腦中繪製周圍環境的地圖。奧基夫總結道，通過在不同環境中被激活的不同的位置細胞，海馬體能生成很多地圖。因此，關於環境的記憶能以位置 細胞活性的特定組合形式被存在海馬體中。

邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤找到了定位係統
邁-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤在繪製移動中的大鼠的海馬體連接時，在附近的內嗅皮層中發現了一種讓人驚異的活動模式。當小鼠通過六角網格中的某些 位置時，內嗅皮層中的某些固定的細胞會被激活。每個細胞都對應著某個特定的空間格局，這些“網格細胞”共同建立出一個可以進行空間導航的坐標係統。它們和 內嗅皮層中其他負責辨識頭部方向和房間邊界的細胞一起，與海馬體中的位置細胞共同組成了神經回路。這個回路係統在大腦中建立了一套綜合定位係統，一個內置 的GPS。

圖片來源：nature.com 編譯：Calo

人類大腦裏的“地圖”
根據最近的腦成像技術調查，以及對接受神經外科手術患者的研究都顯示，位置細胞同樣存在於人體中。在早期階段阿爾茲海默氏疾病的早期階段，患者的海 馬體和內嗅皮質經常會受到影響，以致這些患者經常無法辨別周邊環境並且迷路。了解大腦的位置係統或許可以因此幫助我們了解這種疾病如何對患者的空間記憶喪 失造成影響。

這一對大腦位置係統的發現代表了我們進一步認識大腦特化細胞如何協同合作，並執行更高水平的認知功能。它為我們理解認知過程，比如記憶、思維與計劃開辟了新的途徑。

接下來，果殼網將繼續直播其他諾貝爾獎獎項的頒獎並進行解讀。（編輯：Calo）