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Nature:挪威之脑

点击次数:17065 发布时间:2014/10/29 15:47:59
 
今年诺贝尔生理学或医学奖获得者Maybritt Moser和Edvard Moser的职业生涯是紧密联系在一起的。一直以来,他们在其靠近北极圈的实验室里一起工作,探寻人类大脑识别位置的机制。

 

尽管Edvard 和May-Britt Moser已经在一起合作了30年,而且做了28年的夫妻,这却丝毫没有减弱他们对大脑研究的热情。在吃早饭、开实验室晨会时,他们都会进行热烈的讨论。在*近一个夏天的傍晚,他们在饭馆吃饭时,仍然不停地就已经反复讨论过的问题进行深入的探讨:我们的大脑究竟如何帮助我们识别自己身处何地,并告诉我们回家的路?“想要走回家,首先我们需要知道我们现在的位置,我们的目的地,到哪里应该拐弯,哪里该停下来,” May-Britt说。“我们竟然不会迷路,这实在不可思议。”

如果说这世界上有谁知道这其中的奥秘,那一定非Mosers夫妇莫属。2005年,Mosers夫妇因在大鼠大脑深处发现网格细胞而在学术界声名鹊起。在人类大脑内,也存在着网格细胞,这些细胞的功能犹如全球定位系统一样,帮助动物明确自己所处的位置。Mosers夫妇自此开始潜心研究这些网格细胞是如何与其它神经元相互作用,从而构成完整的“导航系统”,告知动物要去到的地点以及它们已经去过的地点。对网格细胞的研究有利于揭示记忆产生的机制,探明为何当我们回忆起某件事时,往往会同时回忆起事件发生时所在的地点,例如某个房间、某条街道或者某处美景。

Mosers夫妇的成就在学术界俨然已经成了一道标杆式的景象。两人都身姿挺拔,长相俊美,合作默契得犹如同一大脑在两个健壮的身体内运转,他们在自己位于挪威Trondheim市的实验室里努力工作,该实验室得到大量的资金资助——事实上,他们的实验室位于北欧的一个偏僻角落,距离北极圈只有350公里的距离。他们一起发表文章,一起获奖——在刚刚揭晓的诺贝尔生理学或医学奖名单里,我们看到了Mosers夫妇的名字,他们和从前的导师、神经学家,来自伦敦大学的John O’Keefe一起获得了该奖项。

2007年,这对夫妇还赢得了加州Kavli Foundation of Oxnard主办的一场竞赛,参与建立和指导全球17个Kavli研究所(Kavli Institutes)中的一所。如今,Mosers夫妇已经成为家乡当地的社会名流,而他们的研究所也成了神经科学界研究者眼中的圣殿。“与他们一起工作,的确能够受到很大的激励,” 来自以色列的Weizmann Institute of Science in Rehovot的神经生物学家Nachum Ulanovsky表示,他今年9月次到访Trondheim研究所。

挪威之脑May-Britt Moser、Edvard Moser与他们的大鼠一起,共同探寻大脑的导航系统之谜。

Mosers夫妇的研究工作也为他们在21世纪挑战性的研究领域:大脑如何进行计算,赢得了一席之地。计算机需要使用Java等程序语言,同样地,大脑似乎也拥有自己的运行语言——一组令人眼花缭乱的代码,决定着神经元何时、以怎样的速度发出神经冲动以及节律电活动,并蔓延到整个大脑网络。这些代码使大脑得以感知外部世界的各种特征——例如声音、光、气味和空间位置——并将其转化成可以理解并进行计算的语言。凭借在网格细胞研究上的成果,Mosers夫妇成为个破解这类深藏于大脑深处的细胞功能的科学家;现在,该领域所面临的挑战是,寻找其余的此类细胞。

“May-Britt 和Edvard的研究处于如今认知神经科学领域的*核心地位,” 在法兰西学院(Collège de France)研究人类意识的Stanislas Dehaene指出。“他们于破解与认知功能相关的神经代码——地将生物学与计算机科学,甚至哲学联系在了一起。”

 

明日之星的相识与成长

Mosers夫妇小时候在挪威分布在北大西洋上的不同岛屿上长大,在那里,夏天似乎长得看不到头,而冬日的黑夜似乎只有跳跃的北极光才能将其照亮。他们俩的家庭背景也类似,父母都不是学术界的从业者,更巧的是,两人上的是同一所学校。然而,直到1983年,他们才彼此认识,当时,他们都在奥斯陆大学(University of Oslo)念书,都处在为自己的学业前途思考的阶段,并且几乎在同时,他们都认识到自己真正的研究热情在神经科学及大脑方向。

几乎是在一瞬间,一切都被点燃了:两人之间的爱情,科学好奇心,乃至贯穿他们学术生涯始终的研究方向——探寻大脑如何控制行为的产生。Mosers夫妇一起去拜访了奥斯陆大学当时有名的电生理学家Per Andersen,请求他可以给他们机会一起合作,完成他们的本科毕业项目。Andersen当时正在研究海马内的神经元活动,海马是大脑中与记忆功能相关的区域。当时还是本科生的Mosers夫妇希望能够对这些细胞的活动与动物行为之间的联系进行研究。和当时大部分神经科学家一样,Andersen对大脑这一未知区域的研究,进行如此大跨越的探索保持怀疑的态度。但是,Mosers夫妇的态度更加坚定,他们一直在Andersen的办公室,直到Andersen让步,并*终给了他们一个明显十分简单的项目:检测大鼠的海马被切除掉多少,就会使其丧失记住新环境的能力?

夫妇二人欣然接受了这一挑战,并且很快就有了重大发现。在此之前,人们一直认为,海马内的功能分布是均匀的。但是,Mosers夫妇的实验证明,海马的其中一侧,在空间记忆方面具有更加重要的作用。这一发现也使他们认识到在研究大脑功能时,对大脑进行精细解剖的重要性,而这也成为他们今后研究生涯中极其宝贵的财富。

1984年,还在念本科的两个年轻人,登上位于坦桑尼亚的休眠火山乞力马扎罗山(Mount Kilimanjaro),举行了他们的订婚仪式。(山顶上刺骨的寒风迫使这对新人迅速地交换了戒指,以便能赶紧带上手套。)然后,这对新人迅速地为自己接下来的人生进行了规划:早生孩子,然后去国外做博后,接下来在某个国家一起建立属于他们自己的实验室。这些计划都按部就班地一一实现,只是比他们期待的要快一些。在他们还没有做博士学位答辩时,就已经双双收到并接受了O’Keefe在伦敦大学实验室的博士后工作。

上世纪70年代,O’Keefe在大鼠的海马区发现了一种叫做位置细胞的神经元。这些细胞只有当动物身处某个特定位置时才会发射信号。(自那以后,其它与“导航”功能相关的神经元被陆续发现,其中包括那些当头转向某个方向,或者笼子的边界进入视野的时便会发出冲动的神经元。)当时,这一研究领域炙手可热,而Mosers夫妇还想进一步去拓展。

1996年,在进行了几个月的博后研究工作后,Mosers夫妇意外收到了来自位于Trondheim市的挪威科技大学(Norwegian University of Science and Technology)的两个副教授的职位。面对这一工作机会,他们有些犹疑不决:一旦接受这份工作,就意味着他们将只能依靠自己单打独斗,在远离世界主要研究中心的一个不大知名的学校里,自己进行研究。“然而,在同一所大学的两个职位,而且在同一研究领域,这实在让人难以拒绝,” Edvard说。*终,他们决定拖家带口(当时他们已经是两个幼儿的父母),返回挪威。

回到Trondheim之后的起初,一切都很艰难。他们在一个很小的地下室,从零开始建立自己的实验室和动物实验室。但没过几年,他们就获得了欧盟委员会(European Commission)和挪威研究委员会(Research Council of Norway)的资助资金,从此以后,一切都顺利起来。

原创作者:鲁蒙控股集团股份有限公司

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