大脑gps细胞的解释,问答社区

大脑gps细胞是什么

大脑中存在的三种“导航细胞”：“位置细胞(Place cells)” 绘制我们所处地点的地图，当他们经过某地时向我们指出所在位置。“头部方向细胞，就像一个指南针，告诉我们朝哪个方向前进。而“网格细胞(grid cells)”则通过一个类似航海中使用的经纬仪告诉我们已经行进的距离。

　　网格细胞和内嗅皮层里的其他细胞合作识别动物头部的方向以及屋子的边界，并和海马体内的位置细胞形成网络，这一神经回路组成了一套综合定位系统。就像大脑内置的GPS，人类大脑的定位系统似乎和老鼠的大脑有类似的成分。 位置细胞网格细胞路线图 老鼠身处某个特定地点时，这种细胞总是会激活。

　　约翰·奥基夫 1971年，他发现，大脑的海马体里有一种神经细胞，每当老鼠身处屋子的某个特定地点的时候，这种细胞总是会激活。其他神经细胞则在老鼠身处其他地方的时候激活。奥基夫称之为“位置细胞”，认为它们组成了大脑中的“地图”。

老鼠经过特定地点时网格细胞就会激活，这些特殊地点组成了六角形网络。

“导航细胞”如何工作的？

　　奥基夫，1931年出生，现任英国伦敦大学学院认知神经系统学教授。

　　1971年，奥基夫发现一种特定神经细胞。当一只老鼠在房间的某个特定位置时，其大脑特定区域中被称之为“海马”的神经细胞总处于激活状态；当老鼠移动到其他位置时，其他神经细胞则被激活。奥基夫总结，这些“位置细胞”在大脑中形成关于房间的“地图”，而不是简单地留下视觉记录。

　　大约34年后，挪威科技大学的神经系统学教授梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽于2005年发现另一种神经细胞。这一细胞被称作“网格细胞”，能在大脑中形成一个“坐标系统”，其原理类似卫星定位系统中的经纬度，用以帮助大脑作出更精确的定位和导航。

　　“位置细胞”和“网格细胞”则有机形成了大脑的定位系统。

　　“我们如何知道自己在哪里？我们如何从一个地方到另一个地方？我们如何在大脑中储存信息以便于下一次能够找到相同的路径？”诺贝尔奖评选委员会在声明中说，“今年的获奖者发现了大脑的定位系统，即‘内部的GPS’，使人类能够在空间中定位自我。”

“位置细胞”的作用

　　按照诺贝尔奖评选委员会的说法，奥基夫发现的“位置细胞”“对于研究大脑如何创造行为具有重大影响”，而莫泽夫妇发现的“网格细胞”帮助大脑划分空间，精确计算所处空间起点到目标位置的距离。两种细胞的发现帮助科学界在“了解不同类别神经细胞如何协调工作、执行更高大脑机能”方面的研究带来重要转变。

　　“得益于我们的‘位置细胞’和‘网格细胞’，我们不必在每次到访一个城市时都带着地图找路，因为大脑中已经有了‘地图’，”诺贝尔奖评选委员会一名成员评价，“没有这些细胞，我们可能生存都很艰难。”

　　英国牛津大学神经生理学教授安德鲁·金评论，奥基夫的最早发现“为我们的认知带来了革命”，而奥基夫和莫泽夫妇的发现印证动物电生理学研究对揭示大脑工作重大原理的重要性。

　　因“网格细胞”研究可能有助于了解记忆产生的过程，解释人们经常依据地点回忆起事件的现象，科学界期待大脑定位系统的发现能为有关阿尔兹海默氏症（老年痴呆症）的治疗带来福音。

　　诺贝尔奖评选委员会指出，阿尔兹海默氏症患者经常迷路，无法辨识周边环境，“有关大脑定位系统的知识或许能帮助我们了解这些人所遭受的空间记忆缺失原理”。、

发现的科学家

挪威诺贝尔奖委员会宣布，约翰-奥基夫(John O’Keefe)、梅-布莱特-莫索尔(May Britt Moser)和爱德华-莫索尔(Edvard Moser)获得2014年诺贝尔生理学或医学奖。

“位置细胞”最初被发现的时间

　　1971年，奥基夫发现了这种定位系统的第一个组成部分。他研究发现，老鼠在房间的某个特定位置时，其大脑海马区的一些神经细胞总是处于激活状态，而老鼠移动到房间其他位置时，其他神经细胞则被激活。奥基夫总结出，这些“位置细胞”在大脑中形成了关于房间的“地图”。

　　30多年后，莫泽夫妇于2005年发现了大脑定位系统的另一关键构成——“网格细胞”。这种细胞能形成坐标系，可以精确定位和寻找路径。他们随后的研究还展示出，这些“网格细胞”是如何确定位置并导航的。

　　今年诺贝尔生理学或医学奖奖金共800万瑞典克朗，奥基夫将获得奖金的一半，而莫泽夫妇将共享另一半奖金。

　　诺贝尔生理学或医学奖揭晓拉开了今年“诺贝尔周”的序幕。未来一周内，物理学奖、化学奖等奖项将陆续揭晓。

相关解答

博士 VS教授大脑定位系统研究，可以帮助容易迷路的患者

　　问：湘雅二医院办公室负责人柴湘平博士

　　答：湘雅二医院院长周胜华教授

　　问：三位科学家为什么会获奖?

　　答：2014年生理学或医学诺贝尔奖被三位神经科学的科学家共同分享，他们发现了对大脑定位系统至关重要的“位置细胞”和“网格细胞”，并揭示了这两种细胞是如何让大脑定位和导航成为可能。

　　问：生活中我们如何知道自己的位置?如何从一个地方去到另一个地方?为何我们可以重复同样的路线?

　　答：大脑中的定位系统细胞就像一个内置的“GPS”，当人处于不同的体位及身处不同的空间环境中时，大脑内会有相应的定位系统细胞被激活，而当人的体位和空间环境发生变化时，不同的大脑定位系统细胞将被激活，而海马体中神经细胞特定激活组合的方式可对其进行存储。

　　问：将来对人类健康有何益处?

　　答：脑功能障碍是最常见的残疾原因，对患者和社会都会造成重大影响，但却一直未能发现有效的预防和治愈方法。在很多脑疾病中都有空间记忆功能受损的影响。以痴呆症患者为例，其大脑海马区神经细胞和大脑内嗅皮层细胞往往在早期就受影响，导致患者迷路并无法辨认外界环境。

　　对于大脑定位系统的了解或许将在未来帮助像阿尔茨海默病(痴呆患者)这一类有记忆功能障碍尤其是空间记忆障碍而容易迷路的患者。