Как не заблудиться в трёх соснах

6 октября 2014 года Нобелевскую премию по физиологии и медицине присвоили норвежским нейробиологам, супругам Мэй-Бритт и Эдварду Мозер, и профессору Джону О'Кифу из Великобритании за исследования по идентификации клеток мозга, которые отвечают за систему пространственного позиционирования.

Хотя награжденных трое, Нобелевскую премию поделят пополам. Одну половину получит профессор О'Киф, а вторую - Мэй-Бритт и Эдвард Мозер.

За всю историю Нобелевских премий Мозеры - пятая семейная пара, удостоенная одной из высших научных наград. Первыми были Пьер и Мари Кюри, которые получили премию по физике в 1903 году. А в 1911 году, уже после смерти мужа, Мари получила вторую Нобелевскую премию - по химии.

75-летний Джон О'Киф работает в Великобритании. Еще в 1971 году ученый обнаружил в мозге крыс «нейроны места» - особые клетки, отвечающие за запоминание нового местоположения животного в пространстве. Когда крысы следуют по знакомому им маршруту, то эти нейроны активизируются один за другим. Но таких клеток оказалось мало, а направлений движения животных бесконечно много, поэтому открытие профессора не стало сенсацией.

Супруги Мозер фактически были учениками О'Кифа в 1990-е годы. Потом они переехали в Норвегию и впервые в 2005 году опубликовали работу, описывающую в соседней с гиппокампом области мозга нервные клетки, реагирующие как будто бы на пересечение узлов воображаемой пространственной решетки, то есть на прохождение четко определенных расстояний в определенном направлении. Вместе с описанием нейронов, кодирующих положение головы, расстояние до преграды и так далее, фактически появилось описание принципов кодирования координат положения тела. Важно отметить, что эти исследования носили и носят чисто фундаментальный, а не прикладной (во всяком случае, пока) характер.

Ученые вживляли электроды в кору головного мозга животных. Именно там были обнаружены grid-нейроны, которые создают трехмерную сетку координат. Эти клетки назвали «ячейками сетки». С их помощью животные с легкостью могут двигаться по памяти даже в полной темноте. Впоследствии было установлено, что такие нейроны есть и в мозге человека. Таким образом, именно «ячейки сетки» позволяют человеку определять свое положение в пространстве и перемещаться в заданном направлении. Эта система - своеобразная «внутренняя карта» - отдаленно напоминает GPS.

Чем знаменательно это открытие? Всем интересно, как работает мозг, как он справляется с громадным потоком информации, как обрабатывает и кодирует ее. Открытие нобелевских лауреатов показывает, как определенный тип информации - пространственная информация - действительно закодирован. Таким образом, это один из примеров работы мозга. Естественно, если мы говорим о другой информации - обонятельной или зрительной, - то там работают другие нейроны, и все строится на других принципах.

Награда, по мнению Нобелевского комитета, может вдохновить ученых на поиски способов лечения болезней человека, связанных с проблемами в системе позиционирования, например, болезни Альцгеймера.

По мнению членов Нобелевского комитета, это открытие решило проблему, которая на протяжении веков волновала умы философов и ученых. В коммюнике комитета разъясняется важность этого исследования: «GPS-система мозга позволяет ответить на вопросы: "Как мы узнаем, где мы находимся?", "Как нам удается найти нужную дорогу?", "Каким образом наш мозг собирает и классифицирует всю эту информацию?"». Церемония награждения пройдет 10 декабря, в день кончины основателя Нобелевских премий Альфреда Нобеля.

Ирина БАХЛАНОВА