Edvard和 May-Britt Moser夫婦一直癡迷于大腦的研究，作為合作伙伴已經(jīng)30年，作為夫妻已經(jīng)28年。即使在早飯時(shí)他們也一起探討學(xué)術(shù)問題，當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)室早會(huì)上，他們會(huì)更深入探討。在最近一個(gè)夏天，夫妻兩住宿在一個(gè)酒店，他們?nèi)匀粚?duì)自己不會(huì)迷路這種事實(shí)著迷。May-Britt說“我們必須理解我們現(xiàn)在何處，將去往何方，何時(shí)轉(zhuǎn)彎何時(shí)停下，而不會(huì)迷失，這簡(jiǎn)直是太不可思議了?！保ㄟ@有什么奇怪的？科學(xué)家真是太天真了?。?/span>

我們的大腦到底如何幫助我們找到回家的路，莫索爾夫婦就是研究這一問題的最頂級(jí)專家。2005年，他們?cè)诖笫竽X內(nèi)發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)航關(guān)鍵細(xì)胞網(wǎng)格細(xì)胞，這一發(fā)現(xiàn)讓他們成為學(xué)界翹楚。網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞也存在于人類大腦內(nèi)，這些細(xì)胞就好像全球定位系統(tǒng)一樣工作，讓人和動(dòng)物理解空間位置。莫索爾夫婦建立了研究和分析網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞和其他神經(jīng)細(xì)胞相互作用的方法，讓人們可以研究這些細(xì)胞如何實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能，告訴動(dòng)物走向哪里位于何處。研究網(wǎng)格細(xì)胞也能幫助解釋記憶形成的機(jī)制，以及事件回憶為何經(jīng)常與場(chǎng)景相關(guān)。

在歐洲北部距北極圈只有 350 公里的偏遠(yuǎn)角落特隆赫姆，莫索爾夫婦管理他們親自創(chuàng)辦的實(shí)驗(yàn)室，他們共同發(fā)表論文，也作為整體和他們的導(dǎo)師倫敦學(xué)院大學(xué)John O’Keefe教授分享2014年度諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。2007年，他們贏得了奧克斯納德Kavli 基金會(huì)的支持，建立了一個(gè)Kavli研究院，全球只有17個(gè)Kavli研究院。莫索爾夫婦現(xiàn)在已經(jīng)是挪威的名人，他們的研究院已經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)家向往的思想家園。

莫索爾夫婦的研究也和21世紀(jì)最前沿科學(xué)問題相關(guān)，就是大腦的工作原理。似乎大腦與計(jì)算機(jī)類似，也使用特殊的操作語言，大腦使用的這種工作語言仍然隱藏于神經(jīng)電活動(dòng)的時(shí)間、速率和電活動(dòng)共振頻率中。這些編碼讓大腦理解外部世界的各種特征，例如聲音、光線、味道和空間位置。網(wǎng)格細(xì)胞就是通過這類編碼實(shí)現(xiàn)對(duì)空間的識(shí)別，其他各種信息的編碼細(xì)胞仍然需要科學(xué)家深入挖掘（諾貝爾級(jí)別的課題）。法蘭西學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Stanislas Dehaene認(rèn)為，莫索爾夫婦的研究屬于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的核心問題，屬于認(rèn)知的神經(jīng)編碼，這是生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)，甚至哲學(xué)共同關(guān)心的問題。

莫索爾夫婦小時(shí)候生活在北大西洋地區(qū)不同挪威群島，這里屬于極地氣候，夏天白天漫長(zhǎng)，冬天漫漫長(zhǎng)夜但有極光燦爛。他們都來自非學(xué)術(shù)家庭，雖然在同一個(gè)學(xué)校上學(xué)，但直到1983年在奧斯陸大學(xué)學(xué)習(xí)期間才相互認(rèn)識(shí)。他們當(dāng)時(shí)都在困惑研究方向，并同時(shí)意識(shí)到他們真正的興趣是神經(jīng)科學(xué)。也正是在這期間，兩人墜入愛河。他們一起拜訪大學(xué)里一個(gè)有名的電生理學(xué)家Per Andersen，并希望在他指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。他們希望尋找將海馬神經(jīng)元的精確電活動(dòng)和動(dòng)物行為的進(jìn)行準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)。Andersen教授當(dāng)時(shí)正在研究海馬神經(jīng)元電活動(dòng)，海馬是和記憶相關(guān)的腦內(nèi)結(jié)構(gòu)，和那個(gè)時(shí)代的許多神經(jīng)科學(xué)家一樣，Andersen一直把大腦作為黑箱，對(duì)其內(nèi)部工作原理不敢輕易下手。兩個(gè)人最后終于說服Andersen接受他們，但是分配了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的課題，是“確定最少切除多少海馬組織能導(dǎo)致大鼠無法記憶新的環(huán)境?！边@就是兩個(gè)著名科學(xué)家在大學(xué)期間第一次開展的科學(xué)研究工作。

兩個(gè)年輕科學(xué)家接受了挑戰(zhàn)，很快就一些新發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為海馬是均勻的組織，但是兩個(gè)年輕人的研究發(fā)現(xiàn)海馬的一側(cè)對(duì)空間記憶的作用比另一側(cè)更重要。這次研究對(duì)他們有深刻影響，明白了精確的大腦解剖結(jié)構(gòu)對(duì)理解大腦功能十分重要，這一信念一直影響著他們將來的職業(yè)生涯。

1984年正在上大學(xué)的這對(duì)夫婦在坦桑尼亞乞力馬扎羅山的休眠火山上訂了婚。在山峰極端低溫條件下，交換戒指后他們馬上給幾乎凍僵的雙手戴上手套。小兩口對(duì)未來生活進(jìn)行了規(guī)劃，先早點(diǎn)生孩子，海外攻讀博士后，然后建立自己的實(shí)驗(yàn)室。他們的計(jì)劃都實(shí)現(xiàn)了，不過比他們預(yù)期早一些。在博士畢業(yè)前夕，他們就獲得英國倫敦O’Keefe提供的博士后機(jī)會(huì)。

O’Keefe教授上世紀(jì)70年代在大鼠海馬中發(fā)現(xiàn)了位置神經(jīng)元，這些位置細(xì)胞只有在動(dòng)物處于特殊位置時(shí)才激活，這種特殊位置如靠近轉(zhuǎn)輪或門前等。（后來一些導(dǎo)航相關(guān)神經(jīng)元也相繼被發(fā)現(xiàn)，例如頭轉(zhuǎn)向某個(gè)方向的激活細(xì)胞）。顯然這個(gè)領(lǐng)域炙手可熱，小兩口決定去搏擊。

1996年，當(dāng)他們剛剛開始博士后研究不久，這對(duì)夫婦收到挪威科技大學(xué)給他們提供的副教授職位。如果接受這一職位，將意味著在一個(gè)遠(yuǎn)離國際學(xué)術(shù)中心的小型大學(xué)內(nèi)孤獨(dú)地工作，但這將可以讓兩人共同開展有興趣的研究是再好不過的事情。于是帶著蹣跚學(xué)步的嬰兒，夫妻兩人回到自己的祖國。

但是在偏僻的特隆赫姆創(chuàng)業(yè)實(shí)在不容易，在狹小的地下室他們建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)物房。但是僅僅幾年后，他們就獲得了歐盟和挪威的多項(xiàng)大型研究經(jīng)費(fèi)，研究工作順利開展。

實(shí)驗(yàn)室建好后，莫索爾夫婦的第一項(xiàng)研究就是希望確定位置細(xì)胞信號(hào)的起源，雖然位置細(xì)胞分布在海馬內(nèi)，可能其他區(qū)域的細(xì)胞能指揮這些細(xì)胞產(chǎn)生電活動(dòng)。正是在大學(xué)期間開展科研活動(dòng)中關(guān)于精確解剖結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)幫助了他們，莫索爾夫婦需要理解大腦解剖結(jié)構(gòu)尋找信號(hào)的起源。

在實(shí)驗(yàn)室他們優(yōu)化了研究位置細(xì)胞的技術(shù)，給動(dòng)物海馬埋植電極，讓這些動(dòng)物在大盒子內(nèi)自由跑動(dòng)時(shí)記錄電活動(dòng)。這些電極必須非常靈敏，能夠準(zhǔn)確記錄到單個(gè)神經(jīng)元放電，然后將神經(jīng)元放電和動(dòng)物停留部位進(jìn)行關(guān)聯(lián)擬合，這樣就可以確定感受特定位置的位置細(xì)胞，位置細(xì)胞在屏幕地圖上表示成為黑點(diǎn)。

隨后用藥物阻斷海馬和周圍不同區(qū)域，他們檢驗(yàn)這些位置細(xì)胞的放電是否繼續(xù)存在。他們很快發(fā)現(xiàn)，來自內(nèi)嗅皮質(zhì)的信號(hào)對(duì)位置細(xì)胞電活動(dòng)產(chǎn)生影響。過去從來沒有人注意到這個(gè)結(jié)構(gòu)，部分原因是結(jié)構(gòu)太小不好開展研究，而且一側(cè)有很大的血竇，手術(shù)操作容易導(dǎo)致動(dòng)物大量出血死亡。莫索爾夫婦請(qǐng)教一個(gè)神經(jīng)解剖學(xué)專家，最后幸運(yùn)地確定了一個(gè)遠(yuǎn)離血竇的大腦表面作為埋植電極的入口。隨后他們反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，終于在內(nèi)嗅皮層記錄到單細(xì)胞放電，這是發(fā)現(xiàn)奇跡的第一步。他們給動(dòng)物巧克力作為獎(jiǎng)勵(lì)。（看到這里我想，許多研究人員在這種情況下會(huì)放棄尋找方法，因?yàn)闆]有前人的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，自己冒險(xiǎn)似乎不值得，其實(shí)真正有價(jià)值的重大發(fā)現(xiàn)往往是能解決一個(gè)小小的技術(shù)難題，當(dāng)解決這個(gè)難題的目的是探索金礦。許多科研人員缺乏的就是這種創(chuàng)造性精神）。

他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動(dòng)物穿越盒子中的特定黑點(diǎn)時(shí)，一些內(nèi)嗅皮層神經(jīng)元也會(huì)放電，非常類似海馬中的位置細(xì)胞的特征。難道是新的位置細(xì)胞？等等！這些細(xì)胞好像與位置細(xì)胞不一樣，好像這些細(xì)胞更多情，因?yàn)樗麄兡軐?duì)許多黑點(diǎn)竇能產(chǎn)生反應(yīng)，而海馬中的位置細(xì)胞則非常專一。當(dāng)一只動(dòng)物四處掃蕩巧克力糖果時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上定位出這些黑點(diǎn)存在相關(guān)性，這說明這些神經(jīng)元電活動(dòng)正在產(chǎn)生某種有規(guī)律的模式，但是他們不知道這種模式的具體特征。

為更清楚確定這種模式的特征，他們換用更大型的盒子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這一次他們發(fā)現(xiàn)了規(guī)律，原來這些細(xì)胞形成一種幾乎完美的六角晶格排列，類似蜂窩樣結(jié)構(gòu)。剛開始，他們自己都完全不能相信這種幾乎完美的結(jié)果。生物學(xué)往往表現(xiàn)為混亂表型，怎么會(huì)如此簡(jiǎn)單有規(guī)律？但是一次次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的積累排除了其他可能，這就是真正的結(jié)果，這些細(xì)胞就是這樣有規(guī)律地排列的，這也意味著他們找到了寶貝，隨后他們開始研究這種寶貝模式的工作原理。

在動(dòng)物活動(dòng)的地板上，并不存在任何有規(guī)則的六邊型結(jié)構(gòu)，那么這種相對(duì)混亂的外界環(huán)境到底如何被映射到大腦內(nèi)規(guī)則的六邊形神經(jīng)元結(jié)構(gòu)中？這種模式可能正是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期尋找的大腦編碼語言，是用來映射外界環(huán)境的大腦工作模式。2005年他們將這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志上。

發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)格細(xì)胞后，莫索爾夫婦隨后繼續(xù)開展相關(guān)研究，他們發(fā)現(xiàn)這些網(wǎng)格細(xì)胞在黑暗環(huán)境中仍然可以被激活，這種細(xì)胞激活不受動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的速度和方向影響。海馬位置細(xì)胞放電往往會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的微小變化如墻壁的顏色變化而改變，網(wǎng)格細(xì)胞放電則完全不受影響。莫索爾夫婦在內(nèi)嗅皮層發(fā)現(xiàn)了不同類型的網(wǎng)格細(xì)胞，大小不同的空間分布分別代表不同的方向和位置相關(guān)信息。最后他們證明網(wǎng)格細(xì)胞的排列符合嚴(yán)格的數(shù)學(xué)規(guī)律。

在內(nèi)嗅皮層頂部，網(wǎng)格細(xì)胞形成的網(wǎng)格比較小，在底部則形成比較大的網(wǎng)格。代表相同大小和方向的網(wǎng)格好像能形成模塊，這些模塊沿著內(nèi)嗅皮層的長(zhǎng)軸排列，每個(gè)模塊代表的大小按照每步1.4的系數(shù)變動(dòng)。代表相對(duì)盒子邊界不同位置的網(wǎng)格細(xì)胞分布呈現(xiàn)隨機(jī)性，如果人類也存在類似特征，這意味著這些細(xì)胞能夠跟蹤我們所處的宏觀位置，能識(shí)別出我們是在家里的不同房間內(nèi)走動(dòng)還是在大街上散步。

關(guān)于大腦、記憶和空間位置的關(guān)系是人類思考的基本問題，早在2000多年前古希臘哲學(xué)家就開始思考這些問題。莫索爾夫婦的研究很好地回答了這些問題，讓他們獲得了非常高的贊譽(yù)。

古希臘時(shí)代就有一種聯(lián)想法記憶術(shù)，一些需要長(zhǎng)時(shí)間演講的哲學(xué)家，為了能準(zhǔn)確記憶，他們可能借用一座建筑物或一條街，將不同詞語信息和不同地標(biāo)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，這樣可以幫助他們獲得更深刻的記憶印象。人類關(guān)于位置和記憶的關(guān)系一直持續(xù)到20世紀(jì)后，行為科學(xué)家提出一種假說，認(rèn)為動(dòng)物和人腦內(nèi)存在空間的抽象地圖。網(wǎng)格細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)證明了這一假說。

網(wǎng)格細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)也讓理論學(xué)家感到振奮，因?yàn)榱呅闻帕惺亲罟?jié)省空間的理想排列模式，這樣能節(jié)省能量，而且美麗高效。                  

這種大腦細(xì)胞的工作模式或許就是大腦神經(jīng)細(xì)胞的基本工作原理，當(dāng)然是否如此現(xiàn)在仍然無法定論，關(guān)于大腦工作原理的研究仍然有很長(zhǎng)的路要走。不過神經(jīng)細(xì)胞編碼的原則遵照簡(jiǎn)單原則似乎是必然的選擇，作為個(gè)體的神經(jīng)細(xì)胞可編碼多種外界信息，人類真正理解這種語言十分遙遠(yuǎn)。網(wǎng)格細(xì)胞編碼所處的大腦結(jié)構(gòu)屬于比較高級(jí)的腦區(qū)，并沒有來自外界信息的直接傳入，這完全不同于視覺聽覺和觸覺皮層的情況，正因?yàn)槿绱?，網(wǎng)格細(xì)胞編碼才真正代表了大腦自身的編碼特征。

發(fā)表了重量級(jí)的學(xué)術(shù)論文和獲得了大量研究經(jīng)費(fèi)，莫索爾夫婦實(shí)驗(yàn)室也吸引了大量求學(xué)的年輕科學(xué)家。2005年，正在俄勒岡大學(xué)攻讀博士學(xué)位神經(jīng)科學(xué)家David Rowland讀到關(guān)于網(wǎng)格細(xì)胞的論文，一下就被吸引住，并立刻決定到這里做博士后研究?，F(xiàn)在他已經(jīng)成為這里的一個(gè)研究小組的負(fù)責(zé)人，這里的六個(gè)小組（好像是網(wǎng)格細(xì)胞）分別從不同角度研究神經(jīng)回路和神經(jīng)編碼。

并不是每個(gè)夫妻都有這樣和諧共同工作的機(jī)會(huì)，莫索爾夫婦認(rèn)為他們所以能這樣是因?yàn)楹玫男愿?、分享興趣和共同愛好。兩人都喜歡戶外運(yùn)動(dòng)，May-Britt每天都沿著他們家附近海邊跑步，Edvard每周末都會(huì)徒步旅行。他們共同爬過無數(shù)個(gè)山峰，包括他們訂婚的火山。

工作上他們已經(jīng)有一些分工。Edvard重點(diǎn)負(fù)責(zé)理論計(jì)算，May-Britt對(duì)實(shí)驗(yàn)更有興趣。真可謂理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，相得益彰。他們希望一位參加會(huì)議時(shí)，另一位能在實(shí)驗(yàn)室主持工作，所以他們并不是整天粘在一起。

關(guān)于網(wǎng)格細(xì)胞的研究仍然有許多工作要作，例如仍然不知道網(wǎng)格細(xì)胞形成網(wǎng)格的具體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以及形成定位的工作模式，莫索爾夫婦等這方面的許多科學(xué)家都針對(duì)相關(guān)問題開展研究。

例如一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)的研究技術(shù)。將老鼠頭部固定的情況下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬周圍環(huán)境的改變，可以減少頭部運(yùn)動(dòng)造成的信號(hào)干擾，利用這種技術(shù)，可以給動(dòng)物安裝記錄電極記錄網(wǎng)格細(xì)胞，也可以安裝小型鏡片使用顯微鏡觀察細(xì)胞。這種技術(shù)將可以同時(shí)更加精確地分析更多網(wǎng)格細(xì)胞。

將來還將對(duì)網(wǎng)格細(xì)胞如何形成網(wǎng)格鏈接結(jié)構(gòu)，過去的研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格系統(tǒng)大約在出生后3-4周內(nèi)形成，暗示人類和動(dòng)物在嬰兒期的空間感覺能力不成熟，大腦的功能結(jié)構(gòu)發(fā)育是隨著對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)逐漸形成的。莫索爾夫婦已經(jīng)計(jì)劃研究出生后復(fù)雜環(huán)境和單調(diào)環(huán)境對(duì)網(wǎng)格模式的影響。

網(wǎng)格細(xì)胞的研究對(duì)理解記憶的形成和丟失也有幫助。內(nèi)嗅皮層是老年性癡呆患者最早影響的腦區(qū)，記憶喪失是最早發(fā)生的癥狀。莫索爾夫婦認(rèn)為網(wǎng)格細(xì)胞可能是老年性癡呆最早破壞的細(xì)胞類型。

將來在挪威機(jī)場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)這對(duì)夫妻的照片，另外13個(gè)照片都是著名的運(yùn)動(dòng)員和演員，他們是唯一的科學(xué)家明星。

http://www./news/neuroscience-brains-of-norway-1.16079