Die Nobelversammlung am Karolinska Institutet hat die Vergabe der 2014 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin mit der Hälfte bis zu John O'Keefe und die andere Hälfte gemeinsam May -Britt Moser und Edvard Moser I. für ihre Entdeckungen von Zellen, die eine Positionierung bilden entschieden System im Gehirn.
Woher wissen wir, wo wir sind? Wie können wir den Weg von einem Ort zum anderen zu finden ? Und wie können wir speichern diese Informationen in einer Weise , die wir können sofort die Art und Weise wir das nächste Mal den gleichen Weg verfolgen ? Die diesjährigen Nobelpreisträger haben ein Positionierungssystem , eine "innere GPS " im Gehirn, die die Möglichkeit, uns im Raum zu orientieren , was auf eine zelluläre Basis für höhere kognitive Funktion macht entdeckt.
1971 entdeckte John O'Keefe die erste Komponente dieses Positionierungssystem . Er fand, dass eine Art von Nervenzellen in einem Bereich des Gehirns, der Hippocampus , die immer aktiviert wurde, als eine Ratte war, an einer bestimmten Stelle in einem Raum. Andere Nervenzellen aktiviert, wenn die Ratte wurde an anderen Orten . O'Keefe Schluss, dass diese " Ortszellen " bildeten eine Karte des Raumes.
Mehr als drei Jahrzehnte später, 2005 , May -Britt und Edvard Moser entdeckten eine weitere Schlüsselkomponente der Positionierungssystem des Gehirns . Sie identifizierten einen anderen Typ von Nervenzellen , die sie " Gitterzellen " genannt , die ein Koordinatensystem und ermöglichen eine präzise Positionierung und Wegfindung zu generieren. Ihre spätere Forschung hat gezeigt, wie Ort und Gitterzellen ermöglichen die Bestimmung der Position und zu navigieren.
Wie erhält das Gehirn eine Karte der Raum um uns und wie können wir uns auf den Weg zu navigieren durch ein komplexes - Die Entdeckungen von John O'Keefe , May -Britt Moser und Edvard Moser haben ein Problem, Philosophen und Wissenschaftler beschäftigt seit Jahrhunderten gelöst Umwelt?
Wie erleben wir unsere Umwelt ?
Das Gefühl für den Ort und die Fähigkeit zu navigieren, sind von grundlegender Bedeutung für unsere Existenz . Die Richtung des Platzes gibt eine Wahrnehmung Position in der Umwelt. Während der Navigation ist es mit einem Gefühl der Distanz , die auf Bewegung und das Wissen der früheren Positionen basiert, miteinander verknüpft.
Fragen zu Ort und Navigation haben engagierte Philosophen und Wissenschaftler für eine lange Zeit . Vor mehr als 200 Jahren der deutsche Philosoph Immanuel Kant argumentiert , dass einige geistige Fähigkeiten existieren als Erkenntnis a priori , unabhängig von der Erfahrung . Er betrachtet das Konzept des Raumes als eine eingebaute Prinzip des Geistes, eine , durch die sich die Welt und muss wahrgenommen werden. Mit dem Aufkommen der Verhaltenspsychologie in der Mitte des 20. Jahrhunderts , diese Fragen experimentell angegangen werden könnten . Als Edward Tolman suchten Ratten, die sich durch Labyrinthe , fand er , dass sie lernen können , wie man navigiert , und vorgeschlagen, eine " kognitive Karte " im Gehirn gebildet erlaubte ihnen, ihren Weg zu finden . Aber Fragen noch blieb - wie würde eine solche Karte im Gehirn repräsentiert werden ?
John O'Keefe und der Platz im Raum
John O'Keefe wurde von der Frage, wie das Gehirn steuert Verhalten fasziniert und beschloss , in den späten 1960er Jahren , diese Frage mit neurophysiologischen Methoden anzugreifen. Bei der Aufzeichnung von Signalen von einzelnen Nervenzellen in einem Teil des Gehirns, dem Hippocampus, in sich frei bewegenden Ratten in einem Raum , festgestellt , dass bestimmte O'Keefe Nervenzellen aktiviert, wenn das Tier nahm eine bestimmte Stelle in der Umgebung ( 1). Er konnte zeigen, dass diese " Ortszellen " wurden nicht nur Registrierung visuellen Input , wurden aber den Aufbau einer inneren Landkarte der Umgebung. O'Keefe dem Schluss, dass der Hippocampus erzeugt zahlreiche Karten , durch die kollektive Aktivität der Ortszellen , die in verschiedenen Umgebungen aktiviert werden, vertreten. Daher kann der Speicher einer Umgebung als eine spezifische Kombination von Ort Zellaktivitäten im Hippocampus gespeichert.
Mai- Britt und Edvard Moser finden die Koordinaten
May -Britt und Edvard Moser wurden die Verbindungen mit dem Hippocampus Kartierung bei Ratten sich in einem Raum , als sie entdeckten ein erstaunliches Muster der Aktivität in einem nahe gelegenen Teil des Gehirns, dem entorhinalen Kortex . Hier wurden einzelne Zellen aktiviert, wenn die Ratten bestanden mehreren Standorten in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind (Figur 2) . Jede dieser Zellen wurde in einer einzigartigen räumlichen Muster aktiviert und gemeinsam diese " Gitterzellen " bilden ein Koordinatensystem, das für die räumliche Navigation ermöglicht . Zusammen mit anderen Zellen des entorhinalen Cortex , der die Richtung des Kopfes und die Grenze des Raumes zu erkennen , bilden sie Kreise mit den Ortszellen im Hippocampus . Diese Schaltung bildet ein umfassendes Positionsbestimmungssystem , eine innere GPS, im Gehirn ( Figur 3).
Ein Platz für Karten im menschlichen Gehirn
Neuere Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren sowie Untersuchungen von Patienten, die Neurochirurgie, haben Beweise dafür, dass Platz und Gitterzellen gibt es auch beim Menschen zur Verfügung gestellt. Bei Patienten mit Alzheimer-Erkrankung sind der Hippocampus und entorhinalen Kortex häufig frühzeitig betroffen , und diese Menschen verlieren oft ihren Weg und nicht die Umwelt zu erkennen. Das Wissen über die brain's Positionierungssystem kann daher helfen Sie uns den Mechanismus auf denen die verheerenden räumliche Gedächtnisverlust , die Menschen mit dieser Krankheit betroffen zu verstehen.
Die Entdeckung der Positionierungssystem des Gehirns stellt einen Paradigmenwechsel in unserem Verständnis, wie Ensembles von spezialisierten Zellen arbeiten zusammen, um höheren kognitiven Funktionen auszuführen. Es hat neue Wege für das Verständnis anderer kognitiver Prozesse , wie Gedächtnis, Denken und Planen geöffnet .
Als Reaktion auf die Nachricht, dass John O'Keefe FRS , May -Britt Moser und Edvard Moser haben für Physiologie oder Medizin , Paul Nurse , Präsident der Royal Society wurde mit dem Nobelpreis 2014 , sagte:
"Glückwunsch an John O'Keefe , ein Royal Society Fellow, May -Britt Moser und Edvard Moser, verdiente Gewinner der 2014 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin . Sie haben einen herausragenden Beitrag zur hergestellt Neurowissenschaften mit ihrer Entdeckung dessen, was als "innere GPS " System im Gehirn, die uns, uns zu positionieren , und navigieren Sie unsere Umgebung Umgebung ermöglicht beschrieben. Dies ist eine große Anerkennung für ihre wichtige Arbeit und der Royal Society gratuliert alle drei auf ihren Erfolg. "