2014-10-07

2014諾貝爾獎(心理學家)奧基夫GPS莫澤夫婦

本週最新考情:心理學家獲得諾貝爾生理醫學獎(可應用於失智症)臨床心理所:必考!

今年諾貝爾生理醫學獎最大的意義,媒體都沒有提到,在於心理學家獲獎了!奧基夫是心理學博士,原本在美國從事疼痛研究,後來到英國研究疼痛時,偶然發現了位置細胞。莫澤夫婦原本大學念的也是心理學,後來才攻讀神經生理博士。心理學家得到諾貝爾獎,過去似乎只有一位,也就是大名鼎鼎的丹尼爾康納曼,但他得的是經濟學獎。摘自◎沈政男/精神科醫師
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「為什麼我知道自己在哪裡?」、「我記得曾走過這條路!」昨新出爐的二○一四年諾貝爾醫學獎得主告訴我們,那是因為我們腦內有些細胞具有「衛星定位系統」(GPS)與記憶地圖的功能。有助阿茲海默症研究。本文部分內容摘自:自由時報

瑞典諾貝爾獎委員會昨日宣布,認知神經科學家歐基夫(英美雙重國籍)與挪威科學家穆瑟夫妻共同獲得今年諾貝爾醫學獎,歐基夫將與穆瑟夫妻平分八百萬瑞典克朗(約台幣三千四百八十萬元)獎金。得獎原因是他們發現人類腦內有類似「衛星定位系統」的細胞,讓醫學界能了解腦細胞如何進行複雜的認知工作,以及阿茲海默症患者空間記憶喪失的原因。

現年七十五歲的歐基夫目前擔任英國倫敦大學學院聖斯伯利衛康神經回路與行為中心主任。一九七一年,他率先發現老鼠大腦海馬迴的某種神經細胞,總是會在牠們身處房間某處時特別活躍,因此他認為,老鼠可透過這些「空間細胞」,描繪所在之處的空間地圖。對於獲得醫學獎歐基夫「感到震驚」。他原本熱衷古典文學,後來轉讀航空學,最終又改攻哲學和心理學,人生求學歷經大轉折,最後卻得了諾貝爾醫學獎,外界也很驚訝。

二○○五年,梅伊-布里特.穆瑟與愛德華.穆瑟夫婦發現,在海馬迴附近的內嗅皮質區有另一種與這種機制相關的神經細胞,這種能建構座標系統、有助精確定位與路徑尋找的細胞,被定名為「網格細胞」(grid cells)。透過網格細胞能幫大腦建構外在世界的地圖,從而了解「身處何處、要往何方」。

穆瑟夫婦 第四對獲獎
一九六三年出生的梅伊-布里特,與一九六二年出生的愛德華都是挪威人,現在都在特隆赫姆的挪威科技大學任職。這是第四度有夫妻檔共獲諾貝爾獎,也是第二對榮獲醫學獎的夫妻。

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醫學獎/位置細胞+網格細胞=大腦的 GPS:諾貝爾醫學獎今年頒給研究大腦空間導航的學者,國內專家表示,大腦導航對人類的空間記憶、認知及知識建構,提供神經科學架構,是生理及醫學上重要的里程碑,對神經科學及腦科學有重要貢獻。
台北榮總教研部整合性腦功能研究小組主持人、陽明大學腦科學研究所特聘教授謝仁俊表示,諾貝爾醫學獎得主提出的位置細胞(place cells)及網格細胞(grid cells),對人類空間導航(Navigation)建構的意義非凡。
他說明,位置細胞就像座標,例如當一個人要從台北榮總到台北火車站,腦海中會根據過往經驗浮現出火車站周邊,如新光摩天大樓等重要建築物標的,提供位置方位參考。
網格細胞則進一步形塑大腦的空間導航座標系統,謝仁俊解釋,網格細胞就像航海家在大海中畫出經緯度,幫助人們了解自己的所在位置、方向、速度,進而形成衛星定位(positioning)的導航圖,幫助人類進行空間記憶及知識建構,甚至還能根據方位及速度,不斷調整、搜尋建構動態路徑。
以計程車司機為例,無論乘客從何處上下車,司機腦海中總有清楚的導航圖,其實就是網格細胞的作用,車子能在大街小巷行走,儘管不停地繞來繞去,最後一定能將乘客送到目的地。謝仁俊說,一級方程式的賽車手也是如此,賽車手在高速行駛下,車子一定不是快接近大轉彎處才放慢速度,而是配合車速、路況,隨時調整駕駛技巧,網格細胞就是賽車手腦中衛星定位GPS。
位置細胞及網格細胞對人類空間建構,非常重要,謝仁俊強調,不只是職業選手或駕駛,一般人時時刻刻都需要空間導航,例如出門逛街,無論到目的地或返家,都得運用空間座標導航。失智症與阿茲海默症患者,就是因為海馬迴或神經細胞損傷,經常出門找不到回家的路,出現記憶衰退或迷路、失去方向感。
小辭典/位置細胞(place cells)
位於大腦顳葉內側的海馬迴,海馬迴掌管空間認知,位置細胞是一種神經元,可儲存與處理空間地標及位置。研究發現,人類或老鼠可根據過往經驗,標記環境中的特定位置,便是位置細胞發揮標記空間的功能。
小辭典/網格細胞(grid cells)
網格細胞架構的神經網路,可說是大腦空間導航的座標系統,負責方位、速度、相對位置,可隨著路徑改變隨時動態調整,使大腦建構出精確的空間航海圖。ˇ摘自:聯合報(諮詢/謝仁俊醫師,整理/記者張嘉芳 2014/10/07)許世穎
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2014年諾貝爾生理醫學獎公布了,由美籍在英國工作的約翰·奧基夫(John M. O’Keefe),與挪威神鵰俠侶夫婦檔,邁-布里特·莫澤與愛德華·莫澤(May-Britt Moser and Edvard I. Moser)共同獲得。

今年得獎者的貢獻,在於發現了腦海中的定位與導航系統。約翰·奧基夫首先在1971年發現老鼠腦中的海馬體有位置細胞(place cell),接著邁-布里特·莫澤與愛德華·莫澤在2005年進一步在内嗅皮層發現了柵狀細胞(grid cell)。

車子行駛茫茫街頭,要持續前進不迷路,必須有定位與導航能力。定位指的是知道自己身在某某街某某巷,而導航指的是知道下一步該怎麼走,往東還是轉西。如果把動物比喻成車子,老鼠腦中正好分別有位置細胞與柵狀細胞分別職司兩項功能。

當老鼠進入一個陌生房間,海馬體的位置細胞就會活躍,而當老鼠移動了,不同的位置細胞也跟著活躍,於是老鼠在房間來走來繞去,海馬體的位置細胞也會相對應地一一亮起,形成一幅腦中地圖。

至於柵狀細胞,功用在於指引位置細胞,移動的方位與距離。當老鼠朝某個方向移動了特定距離,内嗅皮層的柵狀細胞就會呈現六角形活躍型態,也就是一次不只一群細胞活躍,而是六角形散布的幾群細胞一起活躍。這個六角形細胞群有如向量,代表移動的方向與距離。内嗅皮層裡頭,分布著層層疊疊的六角形,每到一個陌生空間,不同的柵狀細胞群就會活躍。

很有意思的發現。十八世紀德國哲學家康德認為,人對空間的認知,有一個先驗的架構存在,不受經驗影響,但後來的心理學家認為,動物對於空間的認知,隨著經驗而改變,也就是學習而來。奧基夫等人的研究,證實了動物腦中的確有負責空間定位與導航的天生架構,但也可因學習而改變。

今年諾貝爾生理醫學獎最大的意義,媒體都沒有提到,在於心理學家獲獎了!奧基夫是心理學博士,原本在美國從事疼痛研究,後來到英國研究疼痛時,偶然發現了位置細胞。莫澤夫婦原本大學念的也是心理學,後來才攻讀神經生理博士。心理學家得到諾貝爾獎,過去似乎只有一位,也就是大名鼎鼎的丹尼爾康納曼,但他得的是經濟學獎。康納曼粉絲團~請按此

奧基夫與莫澤夫婦有師生關係,1996年莫澤夫婦從挪威到英國,曾追隨奧基夫做研究。
莫澤夫婦是令人羨煞的神仙眷屬,兩人從大學時代就是研究夥伴,後來又結為連理,甚至一起得到了諾貝爾獎。

莫澤夫婦現年才五十出頭歲,能得獎相當不簡單。他們也是挪威史上第12與13位得獎者,應該會舉國歡慶吧。邁-布里特·莫澤莫澤則是諾貝爾生理醫學獎的第12位女性得主。
位置細胞與柵狀細胞在許多哺乳類腦中都已發現,人類想當然爾應該也有。

我們知道四成的失智症患者曾經迷路,而百分之五更經常走失,這類患者腦中的位置細胞與柵狀細胞或許因為病程進展而遭受破壞,導致空間感受損,這是該項研究成果的醫學價值之一