Нобелевка-2014: как работает наш внутренний навигатор

Как мозг определяет наше положение на местности? Как ориентируется? Как находит путь из точки А в точку В и как его запоминает? Почему при ряде неврологических заболеваний может нарушаться ориентация в пространстве? За исследования «навигационной системы» мозга в этом году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. Лауреатами стали Джон О’Киф (Великобритания, США), а также супруги Эдвард и Мей-Бритт Мосер (Норвегия).

Профессор О’Киф (род. 1939 г) опубликовал результаты своих исследований по системам позиционирования в мозге еще в 1971 г. Проводя исследования на крысах, он показал, что когда животное в помещении попадает в определенное место, то у него активизируется один набор нейронов гиппокампа; в другом месте помещения – другой набор; в третьем – третий. И таким образом, по мнению О’Кифа, по мере знакомства крысы с окружающим пространством, у нее в мозге формируется его своеобразная «карта». Соответствующие нейроны гиппокампа получили название «нейроны места».

Важные данные о работе навигационных систем в мозге также были получены в 2005 г супругами Мей-Бритт Мосер (род. 1963 г) и Эдвардом Мосером (род. 1962 г.) из Норвежского университета науки и технологии. Они обнаружили в энторинальной области коры головного мозга участок, в котором формируется нечто похожее на систему координат, разбивающую окружающее пространство на виртуальные на шестиугольные ячейки. Нейроны данного участка активируются только при пересечении животным вершин этих условных шестиугольных ячеек. Эти нейроны получили название «grid-нейроны», или, буквально «нейроны решетки». Виртуальная система координат помогает животному запоминать местность, оценивать расстояние до препятствий, осуществлять навигацию.

Недавно было показано, что «нейроны места» и «нейроны решетки» есть и у человека. Например, на ранних стадиях болезни Альцгеймера происходит разрушение нейронов как гиппокампуса, так и энториальной области коры, и при этом больные страдают от потери ориентации в пространстве, не узнают знакомую местность.

Нобелевский комитет полагает, что открытия Джона О’Кифа и супругов Мосер значительно расширили научные представления о том, как, объединяясь в сложные ансамбли, высокоспециализированные клетки обеспечивают когнитивные функции. Открытия лауреатов – путь к пониманию других сложнейших процессов, осуществляемых в мозге, – памяти, мышления, планирования.

Церемония вручения престижных наград традиционно пройдет в декабре, в Стокгольме и Осло.