身在何处——2014年诺贝尔生理学或医学奖介绍.pdf

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1、筮．未志第36卷第6期一诺贝尔奖简介doi：lO．3969／j．issn．0253—9608．2014．06．004身在何处——2014年诺贝尔生理学或医学奖介绍汪云九研究员，中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室，北京100101关键词位置细胞栅格细胞；动物返巢行为摘要首先简要介绍2014~贝尔生理学或医学奖三位获奖者(JohnM．0Keefe，EdvardI．Moser和May—BrittMoser)的学术生涯。然后详细介绍他们获奖的主要成就：0keefe教授在20世纪70年代发现鼠海马上神经细胞对动物所处的位置敏感，因此命名为位

2、置细胞：而后Moser夫妇在鼠脑的内嗅皮质中发现栅格细胞，它的感受野呈现有规律的三角形网格覆盖整个环境，从而认为这些细胞组织成动物导航系统的神经机制具有可能性。最后指出，由于脑科学研究的复杂性，这些研究工作仅是动物导航行为探究中的重大突破，离开彻底解决这个问题尚有距离。春暖花开，成千上万只蜜蜂飞离窠巢到数博士学位。该大学之心理学系主任是DonaldO．百米外去采集花粉，然后带着满载的花粉正确无Hebb，而Hebb是大名鼎鼎的神经系统学习律的误地返回蜂窠；秋风萧瑟，燕子到南方去度过寒提出者，该学习律后来成为神经网络计算机学冬，到来年春天又飞越数千公

3、里可能仍旧回到原习算法的理论基础。0’Keefe获博士学位后，又先的房东家，修补鸟巢生儿育女；信鸽能飞越数到英国伦敦大学学院读博士后，并于1983年留千公里传送信息，然后回到原地；⋯⋯。自古以校担任认知神经科学教授，现任伦敦大学学院来人们惊叹于这些动物的神奇能力，科学家也一神经回路和行为中心主任。后两位科学家Edvard直努力探索其中的奥秘。Moser~[JMay—BrittMoser是一对挪威夫妇，今年五十一二的年龄，他们虽是中学同学，但并不相1获奖者简历识，直到1983年在奥斯陆大学才相识。他们有相今年诺贝尔生理学或医学奖的工作，为揭同的兴趣

4、和爱好，1995年在奥斯陆大学获神经生示动物的返巢奥秘作出了突破性贡献!这个奖项理学博士，而后到英国伦敦大学学院的O’Keefe授予三位科学家：JohnM．0’Keefe，EdvardI．实验室作访问学者。1996年他们幸运地接受挪威Moser和May—BrittMoser(图11。其中0’Keefe是科技大学提供的副教授职位，虽然该校所在的英美双藉科学家，现在伦敦大学学院(University特隆赫姆(Trondheim)远离国际上著名的研究中CollegeofLondon)I作，他是一位谦和的长者，心，但是它能同时提供两个职位来实现他们的共1

5、939年生辰，曾指导过后两位得奖者的博士后同理想，因此他们毅然决定去赴任。他们一到特工作。O’Keefe先在纽约城市大学获学士学位，隆赫姆就忙着建立实验室和饲养实验动物的场而后到加拿大麦吉尔大学(McGillUniversity)在所，几年后获得欧共体和挪威研究委员会的巨额RonaldMelzack(1929-)指导下攻读生理心理学经费资助，他们的研究工作就是得益于这些经费409●■■■●自筮．未志第36卷第6期■诺贝尔奖简介稳定，动物多次进入同一个熟悉环境时，位置野的分布保持高度一致；而当动物进入另一新环境时，海马位置细胞集群立刻更新，位置野分

6、布亦随之改变，这种转变瞬问完成。位置细胞的发放率在位置野中心达到最大，而在动物刚进入或离开位置野时，平均发放率相应地呈逐渐上升或逐渐下降的趋势。另外，位置细胞60120180240300360头朝向角度)还具有一个奇特的性质，即放电脉冲相对海马的0节律的位相逐渐前移。穿越一个完整位置野图4一个典型的头朝向细胞的发放频率与动物头朝向的关伴随的位相前移总量正好达到27c，可以看出电系(纵坐标为发放频率，横坐标为头朝向的角度)脉冲相对海马0节律的位相编码了动物在位置野内的相对位置。medialentorhinalcotex，内嗅皮层位于海马近旁)找到了

7、被叫做“栅格细胞”(gridcell，GC)的神经元。他们的工作也是使用微电极技术植入鼠脑、_-’、-L，一，∞右砻’■一)／褂橙，r中，鼠可以在实验箱子内自由行动。实验箱子∞∞加0相当宽大，一种方形箱子长宽各1m，高50cm，(b)发放野●皇鲁-0—_-．—．_37_．4—4H_z——_l=；还备有不同形状的箱子，如圆柱形箱子等，以观察不同形状对动物行为的影响。箱子壁上安置———一＼目I-I一礞_疆llll}i一标志物，供动物定位参考。四壁可以涂上各种蝴码／＼＼M／＼M八八颜色，考察不同颜色对动物行为的影响。项上安装一照明灯，可控制其开关。实验

8、时在地板上撒下食物，例如鼠爱吃的巧克力，让鼠在箱子内觅图3海马位置细胞的发放率和时问双重编码吲：(a)大鼠沿食，随意行走。仪器设备可以记