如何評價 2014 年諾貝爾生理學或醫學獎？

11-17

2014諾貝爾獎生理學或醫學獎得主為：美國科學家John O"Keefe(約翰-歐基夫)，挪威科學家May Britt Moser(梅-布萊特)；以及挪威科學家Edvand Moser(愛德華-莫索爾)，以獎勵他們在「發現了大腦中形成定位系統的細胞」方面所做的貢獻。

　　1971年，約翰·奧基夫(John O′Keefe)發現了構成這一體系的第一個組成部分。他在大腦一個名叫「海馬體」的區域發現一種特殊的神經細胞，當實驗小鼠在房間內的某一特定位置時其中一部分這樣的細胞總是顯示激活狀態。而當小鼠在房間內的其他位置時，另外一些細胞則顯示激活狀態。奧基夫認為這些是「位置細胞」，它們構成了小鼠對所在房間的地圖。
　　30多年後，在2005年，May-Britt Moser和Edvard Moser夫婦發現大腦定位機制的另外一項關鍵組成部分。他們識別出另外一種神經細胞，他們將其稱之為「網格細胞」，這些細胞產生一種坐標體系，從而讓精確定位與路徑搜尋成為可能。他們隨後進行的研究揭示了位置細胞以及網格細胞是如何讓定位與導航成為可能的。

　　獲獎者簡介：
約翰?奧基夫(John O』Keefe)

　　1939年出生於美國紐約市，擁有美國和英國國籍。他在1967年，他在加拿大麥吉爾大學(McGill University)獲得了生理心理學博士學位。在這之後，他到英國倫敦大學學院(University College London)讀博士後。1987年，他留校擔任認知神經科學教授。目前，約翰?奧基夫教授是倫敦大學學院神經迴路與行為中心主任。

梅-布里特?莫澤(May-Britt Moser)
　　1963年出生於挪威福斯納沃格，挪威國籍。她在奧斯陸大學與她後來的丈夫、共同獲獎者愛德華?莫澤(Edvard Moser)一共學習心理學。1995年，她獲得神經生理學博士學位。她是愛丁堡大學的博士後研究員，隨後在英國倫敦大學學院做訪問學者，然後在1996年到位於特隆赫姆的挪威大學科學與技術學院工作。2000年，梅-布里特?莫澤被任命為神經科學教授，目前是特隆赫姆神經計算中心的主任。

愛德華?莫澤(Edvard I. Moser)
　　1962年出生於挪威奧勒松，挪威國籍。1995年，他在奧斯陸大學獲得神經生理學博士學位。他與他的妻子、共同獲獎者梅-布里特?莫澤(May-Britt Moser)一起讀博士後，起初是在愛丁堡大學，後來在倫敦約翰?奧基夫(John O』Keefe)的實驗室中做一名訪問學者。1996年，他們回到挪威大學科學與技術學院，1998年他升為教授。他目前是特隆赫姆系統神經科學科維理研究所(the Kavli Institute for Systems Neuroscience)的主任。

去年O『Keefe教過我。我們還擺過閑龍門陣！歐歐歐～聽到消息時，我都激動地哭了，我們UCL神經科學都有四十年沒拿諾獎啊，今年終於終於終於！！！於是乎，恬不知恥地寫了這篇專欄文章：2014年諾貝爾醫學獎：大腦的GPS系統 - 神經科學 - 知乎專欄。

O『Keefe真的是很好很好的老師，研究做的好，課也教的好。教的好的意思是，他能讓你一節課跟聽一個接一個的故事一樣聽完，僅用幾張ppt看實驗結果圖。下課的時候，還會覺得意猶未盡。他看著你的時候，兩眼真是炯炯有神。一看就是個又有活力，又超有智慧的帥氣老頭。

從學術來講，自從2005年Grid cell被發現，我們就一直期待O『Keefe拿諾獎。失落了一年又一年。所以，評價是：O』Keefe得獎簡直是眾望所歸。

最讓我這種普通學渣激動的是，往往諾獎都是給和臨床方面有直接幫助的研究領域，如去年的幹細胞。而今年是大腦認知的定位系統，雖說不能說大家對認知神經科學又有了多麼高的期待，但肯定會提高公眾對於類似的與大腦正常的認知功能相關的基礎研究的興趣。

簡而言之，這個諾獎或多或少可以給我們這些「不治病」的神經科學研究打廣告，期待能有多點經費、多些關注。

去年一次下課他問我是學啥的我說是空間聽力，然後立馬恬不知恥地問跟你lab也有關哦可不可以收留我個暑假，他說我們應該是他最後的一屆了，以後不準備再教書，準備開始新的研究方向，研究情緒。那時他已經74歲。我想對於O『Keefe個人而言，這個諾獎是一個對他前50年的研究的嘉獎，是一個圓滿的句號，同時也是一個新的開始。

昨晚給他發去祝賀郵件，估計他都記不得我了。

2014年諾貝爾醫學獎：大腦的GPS系統 - 神經科學 - 知乎專欄是我在知乎看到的關於place cell最好的科普，多虧知乎日報才看到。

原題目是如何評價。我不敢評價他們的工作，而且我也不懂計算神經科學（place cell的活動特性，及其同腦電/行為關係的分析，需要大量計算工作）。只是在這裡粗淺的說一說自己的看法吧。

位置細胞，聽起來很簡單，就是其活動編碼特定空間位置的細胞。那麼其重要性在哪裡呢？

對於特定場景位置的識別其實沒那麼簡單。這一過程依賴於外界信息輸入（最重要的是視覺信息）並整合到海馬，那麼當視覺信息有些許改變時，海馬是否還認為這是同一個位置呢？

比如同一個房子，添置了新傢具，視覺輸入有變化，我們不會認為變了一個房子，也不會導致我們位置感混亂。

Place cell 也是同樣的情況。當動物熟悉了一個環境，並形成了place cell 的時候，其分布是相對穩定的。如果往這個環境中添加物體或稍作修飾，只要不是吧視覺信息全盤換掉，place cells 的位置特性不會改變。

這說明了一個很重要的問題：place cell 的神經元活動編碼了一種高級認知功能，整合了外界信息的輸入（海馬本身是不直接接收任何外界感覺輸入的，所以信息到達海馬以後已經是經歷了很多加工了），並能夠進行模式識別來判斷在視覺信息有所改變的時候，這還是不是同一個環境同一個位置（春華秋實，夏暖冬涼，我都知道怎樣回到我的鼠窩）。1971年被發現，這很可能（我沒有查文獻，不確定）人類發現的第一種同特定高級認知功能直接相關的細胞。

然後o』Keefe 繼續挖掘place cell 的其他特性。在Buzsaki 的提示下（Buzsaki在他的書裡面提到的），o』Keefe 發現了phase procession（place cell 和海馬腦電的關係）。Phase procession 是place cell 在進入place field 之前，之中，之後，
其發放時間相對於海馬腦電波相位的關係。通過同時記錄@趙思家在專欄中提到的HD cell，我們可以僅僅通過電生理信號，實時判斷，甚至預測動物在記錄環境中的運動軌跡。

甚至，place cell的認知功能也不僅限於位置識別。對動物的很多處理可以導致place cell 的重新排布。舉個例子，在一個環境中，當動物已經形成穩定的place cell後，再給動物強應激，place cell 的place field 會改變或者消失。一個解釋是，強應激導致動物的位置感混亂，另一個解釋是，place cell 不僅承載了位置信息，而且承載了同該場景位置相關的其他信息（這個地方是否有危險，是否不宜久留？）。後者則提示place cell 編碼了除位置以外的其它信息，因此place cell還有更多的功能等待我們發現。

至於grid cell，我了解的不是太多。在進入place cell 領域之前，Moser 在突觸可塑性和學習記憶領域也有很好的發現和很好的publication，他也做過些海馬亞腦區在情緒中的作用。在自建實驗室之後，他開始嘗試在不同腦區看神經元的位置特性。除了在entorhinal cortex 發現了grid cell以外，他也發現了腹側海馬的place cell，而且這類place cell 具有比背側海馬更大的place field。

那麼這些發現的重要性在哪裡呢？

神經科學並不僅僅是神經生物學。後者可以利用在不同領域開發出來的生物學方法，並且獲得相對快的產出。但神經科學的最基本問題還是在神經元對信息的處理上，這不是單憑生物學方法可以解決的問題。Place/grid cell 的重要性一方面在於它本身，即發現了特定神經元的活動與空間識別功能直接相關，這一發現也為後繼發現提供了靈感（鏡像神經元，窩細胞等）。另一方面在於place cell是個很好的模式細胞，相對容易記錄到，這樣就可以研究在不同條件下place cell的活動特性，為計算神經科學/理論神經科學提供了大量的基礎數據。

反駁匿名用戶的觀點「『如果評選最水的諾貝爾醫學獎，我就投今年獲獎的這一票。發現了一個並不是特別重要的生理現象，關鍵是其機制完全沒有闡明。這和過去獲獎的成果完全不能相提並論。』––轉自丁香園朋友圈」。
第一，這個絕不是「一個並不是特別重要的生理現象」。
第二，是否能夠闡明機制機制並不足以判斷一個科研成果是否精彩。牛頓提出萬有引力定律的時候，達爾文提出進化論的時候，他們都不知道機制，單這兩個成果是否能達到諾貝爾獎的水準呢？我看恐怕是遠遠超出普通得獎者的發現吧。

一點題外話：

其實我不是很理解grid cell 的重要性。當然moser 的研究質量非常高，而且非常高產。Place cell 是開創性的研究，而grid cell是跟隨性的研究，而且並沒有離開place cell 的範疇。也許moser發現的grid cell，和他所使用的分析方法，對神經計算領域有很大貢獻。這方面的內容我完全不懂，希望 @賈子楓能給點介紹。

為這幾年一直追隨的科學家們致敬。半年前還在和同事聊Moser夫婦能不能得諾獎，我說O"Keefe都還沒得獎，怎麼能輪到Moser夫婦？今天很開心，竟然聽到他們三人同時得獎的消息。

我本人是做機器人建圖與定位，探索與導航方向的，但是最近三年一直在斷斷續續的研究O『Keefe和Moser夫婦的工作。其中還見過一次O』Keefe本人，聊了數分鐘。現在若是再見，估計沒這麼好的待遇了（題外話，想起04年雅典聖火在北京傳遞的時候，劉翔把火炬傳給了羽泉，羽泉立即被女生包圍，男生則可以輕鬆與落寞的劉翔合影）。讓我來評價他們的工作，有點擔當不起，就來說說為什麼願意追隨他們的工作。

從小就想致力於機器人的研究，其根本是想研究「人」而不是「機器」。研究人的靈與肉，自然是想多探索一些「靈」。而生在我那個年代的孩子，多是無神論者，奉守唯物主義。我便是這樣，並且根深蒂固，我相信人的大腦最終可以被解析出來併產生存在於人腦之外的「靈」。現在，雖然扮演工程師的角色，心裡還是惦念不忘哲學問題。雖然一直沒機會拿一個Doctor of Philosophy，心嚮往之。

真正接觸到神經科學是三年前，開始獨立認真的研究Gerald Edelman晚年的工作，用機器人作為實驗平台來進行腦科學的研究，主要是驗證腦科學中解剖級別的連接猜想。我原以為Gerald Edelman是因為腦科學的貢獻獲得1972年的諾獎，查了一下竟然是因為免疫學。而且仔細看了一遍生理和醫學獎的獲獎名單，才發現大多數獲獎者貢獻都在病理，製藥，免疫，還有部分在遺傳學。腦科學研究者呢？理論物理學家在沒有實驗支持的時候也是無法獲得諾獎的。腦科學的實驗支持太難了——動物要被保護，億萬神經元的活動怎麼記錄，每個神經元又和數不清的神經元相連接，激發的先後順序也至關重要。

對海馬體的研究應該是始於對阿茲海默症的研究，也是從病理開始的。卻不想開啟了細胞層面的腦科學研究。從O『Keefe在海馬體發現place cell到Moser夫婦在內嗅皮層發現grid cell，歷時三十年。自後這十年，關於動物如何在環境中定位的神經機制已經大體有一個清晰的輪廓，這在腦科學中是沒有過的貢獻。雖然今天「賽先生」發文說該工作的機理還沒有被闡明，這個諾獎發的有爭議。可能太吹毛求疵？亦或是有點吃不著葡萄的感覺？腦科學本身就是一個強歸納的學科，在腦的神經機理上小小的進步都值得肯定。基於Moser夫婦研究室的工作，我們組已經可以用他們的計算模型做機器人的製圖與定位系統。如果跟蹤一個虛擬神經元的活動，我們甚至可以得到和生物實驗相近的數據。他們基於簡單的實驗現象歸納出的整個環境認知過程，從系統的角度來看已經非常完善了。

記得某個Ted Talk裡面，說Brain cannot understand brain，諾獎要告訴大家我們現在了解一些了。人類和其他哺乳動物大腦的主要差別在新皮層，負責記憶存儲。人腦的新皮層超級的大。而海馬體是一個很古老的皮層，負責形成記憶，低等的哺乳動物也有。科學家一直很想弄明白記憶形成的神經機制，海馬體就是一個關鍵。內嗅皮層圍著海馬體，應該是負責信息抽象。Place cell和Grid cell在這兩個關鍵的地方被發現，其意義在未來看應該會更加重要。

面壁者和破壁人

夫妻本是同林鳥，志同道合不更好？

奧基夫的事大家都說的挺多了，畢竟他是最牛逼的。但是我更感興趣的那對夫妻。今天我就說說那對夫妻的故事。大家有錢的捧個錢場，有人的捧個人場，謝謝了啊~~

插播廣告：如果您也想寫寫故事，聽聽舊聞，可以選擇加入QQ群322730455，微生海狸，萌物部落。記得帶一篇自己的故事當投名狀！

一、這個世界上總有一個人和你一樣

今年諾貝爾的生物學獎（對我就說生物學就不說生理學和醫學-，-）又頒發給了一對夫妻。這是諾貝爾獎歷史上的第五對夫妻。第一第二對都是居里家的，第三對是科里家的，第四對是米達爾家的。除了第四對，其他的都是共同獲得一個獎。

這人啊，一輩子能得一個諾貝爾獎也就足夠微笑辭世了。更別說，是和自己的親愛的一起得！哎呀媽呀，這簡直就是夫妻中的戰鬥機啊！

今年得獎的莫索爾夫婦，都是搞神經科學的（是的不是搞神經病的）。倆人都是挪威人，在兩座不同的北極島嶼上長大，一個叫……一個叫……那裡好像沒夏天，一年四季似乎都是冬天，冬天就沒太陽，唯一的光線就是北極光了。奇怪的是，兩個大科學家的父母都不是科學家，只是普通人。

倆人的緣分起始於奧斯陸大學。這可是挪威最大的大學，門前還有個易卜生的雕像，但是不要誤會，易卜生不是奧斯陸大學的，這人根本就沒怎麼上過學……（好吧如果你不知道易卜生是誰也沒關係這只是個路人）

大學生嘛，那時候倆人都比較迷茫，你說我以後干點啥呢？賣煎餅果子還是炸油條？但是很偶然的機會，倆人就突然見到了，然後突然就墜入愛河了。啊愛情的力量啊！我咋就沒遇到這樣的呢……

二、連體嬰兒的幸福你不懂

然後就是非常俗套非常老套的羅曼蒂克故事了。我肯定不會寫這種毫無意義地卿卿我我的。氮素，簡直太巧合了，這倆人都想成為科學家。於是一合計，我們研究大腦吧？於是世界上多了倆神經學家。

倆人估計是對自己為啥會墜入愛河感興趣，於是把找出大腦控制行為背後的機制當成了自己的終生使命。於是他們找到了奧斯陸大學赫赫有名的教授皮爾褠德森(Per Andersen)，請求跟著他做本科畢設。當時安德森正在研究海馬體里的細胞，於是夫妻倆就決定研究一下細胞與行為的關係。安德森決定這個題目比較坑爹，明顯不是本科生能做的，再說其他人也沒做出來過。所以就沒同意。但是這個時候，夫妻倆展現了自己將要成為科學家的潛質：你不答應，我們就不走了！球球你啊老濕讓我們做吧……T.T不讓我們做不讓你下班-，-於是沒辦法，安德森給夫妻倆設置了一個題目，：在保持小鼠對環境信息記憶能力的情況下，你最多可以切除小鼠大腦海馬體的多大一部分？

然後夫妻倆就陷入了一個名為「切切樂」的遊戲……聽起來好像有點殘忍。但是出乎所有人意料的是，他倆真的做出來了。他們發現，海馬體的一側在空間記憶方面要比另一側重要得多，也就是說，海馬體裡面的細胞並非都是一樣的，而是不同的，有不同的功能。就是這樣的一個簡單發現起始了莫索爾夫婦的科研生涯，這也許就是他們一生中最記憶深刻的科研經歷了。畢竟那時候自己啥都不懂，其實摸索才是最有趣的。

1984年倆人大學還沒畢業，那年我還沒出生呢。倆人就攜手跑到非洲爬了一次乞力馬扎羅山（爬阿爾卑斯山也行啊又近又省錢要我肯定不去非洲真不知道他倆當時咋想的）。這乞力馬扎羅山比較有意思，大家可能都看過《乞力馬扎羅的雪》，知道這座山雖然是在熱帶然而山頂卻終年積雪。所以就特別冷，愛德華莫索爾和梅布萊特莫索爾就在山峰頂上交換了戒指，但是冷啊（明顯物理沒學好），於是倆人就抖抖索索地摘下手套，抖抖索索地給互相戴上戒指，然後又以迅雷不及掩耳盜鈴的速度，戴上手套……

倆人本科就結婚，一口氣讀完博士，跑到愛丁堡大學做了一會博後，又接到奧基夫的邀請去倫敦大學做訪問學者。

我想他倆接到奧基夫的邀請應該挺激動的。畢竟奧基夫是這個領域的大牛，能去學幾年肯定是好的。當然此時他們已經生孩子了……這就是，生孩子，要趁早。讀博士，不耽誤。

然後似乎就理所當然了。當時奧基夫已經在小鼠的海馬體里發現了位置細胞，可以提示小鼠如何行進。莫索爾夫婦就一頭扎進了研究里，從此不回頭。

到了1996年，在一個特羅姆瑟的地方有一個叫挪威科技大學突然邀請他倆去做助理教授。要我說，找個教職其實不難，關鍵是你要先做出點東西。如果你博士啥都沒做出來還想找教職，那是痴心妄想。這個邀請吧，讓莫索爾夫婦心情很複雜，如同打翻了五味瓶一樣。因為一方面挪威科技大學特別小，非常小，也不是什麼特別有名的大學。並且在挪威又離歐洲的學術中心倫敦巴黎特別遠。這種感覺就像原來倆人都是清華畢業的但是雲南科技大學給他倆提供了一個教職……但是好處是挪威科技大學一次性就提供倆教職，並且專業對口，倆人在一起上班，這種機會說實話已經很難得了。更何況他們現在已經有了倆寶寶……為了寶寶也不能一直漂泊在外啊。

三、白手起家才是最快樂的

於是莫索爾夫婦又回到了闊別已久的挪威。在這裡，他倆白手起家，在一間地下室里建立起自己的實驗室，甚至還有動物園（誤）。到了特羅姆瑟之後夫妻倆第一件事就是研究一下，位置細胞到底是不是海馬體裡面的呢？然後他倆就把電極插到小鼠的腦子裡，讓小鼠在盒子裡帶著電極自由奔跑……（真的不疼嗎）

幾個月之後，他們發現，這個盒子好像太小了，應該找一個大盒子才能看出更大範圍的大腦（總覺得哪裡不對）。但是隨後他們發現了一個靈異而令人震驚的事實，老鼠一邊跑一邊在大腦里畫了一個六邊形，就像蜂巢一樣……

這個事情太不可思議了。箱子是四方形的，怎麼出來的六邊形呢？這種六邊形只能是大腦自己製造出來的。然後莫索爾夫婦就將能夠產生這種六邊形的細胞稱為網格細胞。在小鼠運動的時候，它大腦里有很多六邊形，而且形狀很穩定，並且相互重合。這個成果發表在了cell雜誌上，也就是依靠這個成果讓莫索爾夫婦分享了2014年的諾貝爾生理學或醫學獎。

不管怎麼說，這可能是一個略顯平淡的故事。畢竟幸福的家庭是相同的，不幸的家庭才各有各的不幸。幸福總是平淡而真實的，就像這個故事裡的夫妻倆，一起讀大學，一起讀碩士，一起讀博士，一起做博後，一起做訪問學者，一起做教授……幾乎從他們認識開始就沒分開過，這真令人羨慕。連體嬰兒又如何？有一個人能和你一起分享快樂分擔痛苦，才是這個世界上最幸福的事情啊！

夫妻本是同林鳥，大難臨頭各自飛？也許吧。但是大難臨頭這種事總還是小概率事件。大多數生活都是平淡而且無聊的。正所謂絢爛之極歸於平淡，人生就是在平淡中度過的。但是如果能在這平淡中享受每一天的點滴幸福，這一生也就不虛度了。

參考網址：

諾貝爾獎得主夫婦另一面：不同軀體的一個大腦

圖片來自網路

另：求志同道合的妹子一隻……

神經學科潛在無數值得諾貝爾獎的奧秘，不過我們實在無能為力

瀉藥~

哈哈，我的知乎名是「海馬」。因為本科在第一個實驗室科 (ban) 研 (zhuan) 就是研究Hippocampus 的，主要是海馬體和記憶的形成的關係。

額，扯回來。我沒有聽過O"Keefe的lecture，相對而言，這項工作算是神經科學中的基礎問題，要是之前某某教授解出xx蛋白結構可以講出一大堆其實並不存在的前景的話，這個和應用關係不大，屬於計算神經科學中很基礎的部分，和神經解碼 Neural decoding 有關。簡單說來，就是通過記錄神經元的反應 (spiking patterns) 來確定現實生活中發生的事，聽起來很美好，但是非常遙遠的一件事。

如果展望一下遠景的話，比如對於植物人，他不能支配肢體動作，但如果我們已經明白神經解碼是怎麼一回事兒，那就可以通過讀取他大腦中神經元的反應來判斷他的想法，比如他需要什麼之類，目前已經有那麼一點點意思了，但是還停留在非常低級的階段。

如果有興趣可以閱讀Theoretical Neuroscience: Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems (Computational Neuroscience): 9780262541855: Medicine Health Science Books @ Amazon.com Chapter 3 Neural Decoding。

突然想起那句槽點滿滿的「21世紀是生命科學的世紀」，其實換句話說21世紀是神經科學的世紀聽起來更加合理一些hhh

以上。

我能想到最浪漫的事...............就是和你一起站在諾貝爾領獎台上。。。(*^__^*) .
.
.
.
.
原諒我抖機靈拉低答案水平，我是太太太太太太羨慕他們。。。

UCL 愛丁堡今年申請又要傲嬌了

『如果評選最水的諾貝爾醫學獎，我就投今年獲獎的這一票。發現了一個並不是特別重要的生理現象，關鍵是其機制完全沒有闡明。這和過去獲獎的成果完全不能相提並論。』––轉自丁香園朋友圈