大脑中的“GPS”
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在我们两斤半的大脑里，有着千亿个神经元，每个神经元又有着上千个跟其他神经元“握手”的突触。多少年来，人类的大脑一直是科学家们不懈研究的一个重要领域。不久前揭晓的2014年诺贝尔生理学或医学奖，就颁发给发现大脑定位系统的三位科学家，其研究为揭秘大脑空间认知与记忆铺就了道路。
神奇的海马区
武警总医院CT科副主任王贵生说：“海马区又名海马回、海马体或大脑海马，是位于大脑颞叶内的一个部位的名称。人有两个海马，分别位于左右脑半球。它是组成大脑边缘系统的一部分，担当着关于记忆以及空间定位的作用。海马体主要负责学习和记忆，日常生活中的短期记忆都储存在海马体中，如果一个记忆片段，比如一个电话号码或者一个人在短时间内被重复提及的话，海马体就会将其转存入大脑皮层，成为永久记忆。所以海马体比较发达的人，记忆力相对会比较强一些。有些人的海马体受伤后就会出现失去部分或全部记忆的状况。海马区存在大量的神经细胞，它们之间形成了很强的神经接触，充当信息转换站的功能。当大脑皮质中的神经元接收到各种感官或知觉讯息时，它们会把讯息传递给海马区。”
本届诺贝尔生理学或医学奖其中一位得主伦敦大学学院解剖学系和认知神经科学研究所教授约翰·奥基夫，在1971年和同事们在大鼠大脑中的海马区发现了一种神经细胞，将其命名为“位置细胞”，他发现这些“位置细胞”不仅仅接受视觉信号输入，而且还会在脑中绘制周围环境的地图。约翰·奥基夫教授总结道，通过在不同环境中被激活的不同的位置细胞，海马体能生成很多地图。因此，关于环境的记忆能以位置细胞活性的特定组合形式被存在海马体中。
位置细胞和网格细胞形成了大脑的“GPS”
在此之前，学术界普遍认为，动物的空间定位能力完全来自于海马体的记忆。而2005年挪威科技大学的神经系统学教授，梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽在海马体以外的内嗅皮质的脑区中发现了另一种神经细胞。这一细胞被称作“网格细胞”， 它们和其他负责辨识方向的细胞一起，与海马体中的位置细胞共同组成了神经回路。这个回路系统在大脑中建立了一套综合定位系统，一个内置的GPS。其原理类似卫星定位系统中的经纬度，用以帮助大脑作出更精确的定位和导航。
“我们如何知道自己在哪里？我们如何从一个地方到另一个地方？我们如何在大脑中储存信息以便于下一次能够找到相同的路径？”诺贝尔奖评选委员会在声明中说，“今年的获奖者发现了大脑的定位系统，即‘内部的GPS’，使人类能够在空间中定位自我。”
“得益于我们的位置细胞和网格细胞，我们不必在每次到访一个城市时都带着地图找路，因为大脑中已经有了‘地图’。”诺贝尔奖评选委员会一名成员评价，“没有这些细胞，我们可能生存都很艰难。”
对大脑定位系统的发现代表了我们进一步认识大脑特化细胞如何协同合作，并执行更高水平的认知功能。它为我们理解认知过程，比如记忆、思维与计划开辟了新的途径。
治疗“老年痴呆”有福音
按照诺贝尔奖评选委员会的说法，约翰·奥基夫教授发现的“位置细胞”对于研究大脑如何创造行为具有重大影响，而梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽教授发现的“网格细胞”帮助大脑划分空间，精确计算所处空间起点到目标位置的距离。两种细胞的发现帮助科学界在“了解不同类别神经细胞如何协调工作、执行更高大脑机能”方面的研究带来重要转变。
根据最近的脑成像技术调查，以及对接受神经外科手术患者的研究都显示，包括人类在内的基本上所有的哺乳动物脑中，都发现了类似的空间定位系统。在阿尔兹海默氏疾病的早期阶段，患者的海马体和内嗅皮质经常会受到影响，以致这些患者经常无法辨别周边环境并且迷路。了解大脑的定位系统或许可以帮助我们了解，这种疾病是如何对患者的空间记忆丧失造成影响的。
因“网格细胞”研究可能有助于了解记忆产生的过程，解释人们经常依据地点回忆起事件的现象，科学界期待大脑定位系统的发现能为有关阿尔兹海默氏症(老年痴呆症)的治疗带来福音，从而更好地诊断，治疗这些病症。 (梅语)