腦部GPS定位 3學者齊獲諾貝爾醫學獎

2014年諾貝爾生理學或醫學獎(Nobel Prize in Physiology or Medicine,通稱醫學獎)得主出爐!擁有英美兩國身分的學者歐基夫(John O’Keefe)以及挪威夫妻檔學者梅─布瑞特.莫瑟(May‐Britt Moser)與愛德華.莫瑟(Edvard I. Moser)因為「發現組成大腦定位系統的細胞」,從263位候選人之中脫穎而出,共享殊榮,歐基夫獲得半數獎金,約五十五萬美元,另一半獎金由莫瑟夫婦均分。

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夫妻檔得獎再傳佳話

要得諾貝爾獎難如登天,照理說夫婦同時獲獎應是鳳毛麟角,不過諾貝爾獎114年歷史上,之前已出現3對夫妻同年獲獎,莫瑟夫婦是第4對,前3對 分別是1903年物理學獎得主居禮夫婦(Marie & Pierre Curie)、1935年化學獎得主約里奧夫婦(Irène Joliot-Curie & Frédéric Joliot,居禮夫人的女兒女婿)、1947年醫學獎得主柯瑞夫婦(Gerty & Carl Cori)。此外還有一對夫妻檔得主默達爾夫婦(Alva & Gunnar Myrdal),妻子在1982年榮膺和平獎,先生則是1974年的經濟學獎得主。

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愛德華.莫瑟6日搭機前往德國講學,斯德哥爾摩傳出喜訊時,他還在飛機上,等到飛機在慕尼黑降落,他走到入境大廳,機場人員捧著鮮花前來歡迎,他這才知道自己剛得到全球醫學界的最高榮譽。後來他打開手機,發現自己有120通未接來電。

30年研究薪火相傳

歐基夫現年75歲,生於紐約,愛爾蘭裔,同時擁有英國國籍。歐基夫在1967年拿到加拿大麥吉爾大學(McGill University)生理學博士,前往英國倫敦大學學院(University College London)進行博士後研究,從此留在該校任教,目前擔任該校神經迴路與行為研究中心主任。

梅─布瑞特.莫瑟現年51歲,與大她1歲的先生愛德華.莫瑟是挪威奧斯陸大學(University of Oslo)的同窗,1995年兩人拿到生理學博士學位,前往蘇格蘭愛丁堡大學(University of Edinburgh)與倫敦大學學院的歐基夫實驗室做博士後研究。目前兩人都是挪威科技大學(Norwegian University of Science and Technology)的教授。

大腦定位系統

負責遴選得主的瑞典「卡羅林學院諾貝爾會議」(Nobel Assembly at Karolinska Institutet)指出,人們之所以能夠知道自己身在何方、找出從某地通往另一地的路徑,並且儲存相關資訊供日後運用,關鍵在於我們的大腦擁有一套「內建的定位系統」(inner GPS),幫助我們在空間中導向,並且為更高層的認知功能奠立基礎。

評審委員會說,三位科學家的發現解答了哲學家數百年來的疑惑,讓世人了解哪些特定的細胞共同運作,執行複雜的認知工作,讓我們知道自己置身何處、找到方 位、為下一次重回舊地儲存資訊。而他們的研究也為世人開啟了解記憶、思考及計畫等認知功能的新途徑,或將增進我們了解阿茲海默症患者何以喪失空間感。

歐基夫現任英國倫敦聖斯伯利衛康神經迴路與行為中心主任,也是倫敦大學學院認知神經科學研究所及解剖學教授。他在1971年發現老鼠腦內導航系統的第一個組成要素,也就是老鼠經過某個地點時即啟動的海馬迴(hippocampus)中特定神經細胞,他稱此細胞為「位置細胞」(place cell),認為它們不僅記錄視覺的訊息,而且能夠協助海馬迴構建空間的地圖。

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34年後的2005年,挪威莫瑟夫婦發現大腦定位系統的另一個關鍵要素,它是位於內嗅皮質(entorhinal cortex)的另一種類型神經細胞「網格細胞」(grid cell),能夠建構出一個協調系統,讓我們進行精確的定位與尋找路徑。莫瑟夫婦的後續研究讓世人知道,位置細胞與網格細胞如何讓大腦進行定位與導航。莫瑟夫婦目前是挪威科技大學卡夫里系統神經科學研究所所長兼神經運算中心主任。

有助失智症研究

阿滋海默氏症(Alzheimer´s disease)患者的海馬迴與內嗅皮質,通常在發病初期就遭到侵害,他們很容易迷路,無法認清熟悉的環境。因此進一步探討大腦的定位系統,有助於我們瞭解這類失智患者的空間記憶是如何喪失。

另一方面,關於大腦定位系統的研究,也促成了神經科學研究的究轉移,讓我們看到各具特殊功能的細胞如何群策群力,執行更高層的認知功能。如此一來,人類對於記憶、思考、計劃等各種認知過程的理解,也將另闢蹊徑。■

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