醫學諾貝爾獎獲得者發現速度神經細胞

來源：生物谷作者：人氣：-發表時間：2015-07-17 09:51:00【大中小】

2014年諾貝爾生理醫學獎給了研究大腦導航系統研究的三位學者，一個是英國倫敦學院大學的John O'Keefe教授，他在1970年代發現海馬內存在位置細胞，這些神經元能在動物進入特定位置時被激活。另兩位是他的學生，挪威科技大學的May-Britt和Edvard Moser夫婦，他們的貢獻是發現柵欄細胞，這些分布在外嗅皮層的細胞能感受特定網格信息，類似GPS的工作原理。Moser夫婦和O'Keefe分享了2014年的諾貝爾生理醫學獎。

大腦柵欄細胞感受信息的具體方式目前仍不清楚，尤其是如何感受速度和角度運動信息，最近這方面有了新的進展，科學家發現了能感受運動速度的神經細胞或者叫速度細胞。速度細胞可能是柵欄細胞和位置細胞獲得信息的重要來源。

最新研究來自諾貝爾獲得者Moser夫婦團隊，Edvard Moser認為，如果大腦能讀取地圖信息，則必須具備采集速度信號的能力。

過去研究發現當動物頭部朝向某一個方向，大腦內某些神經細胞會放電，例如有的感受東方，有的感受南方。但是一直沒有發現能感受運動速度的神經細胞。達特茅斯學院Jeffrey Taube教授認為，這次報道能感受運動速度的神經細胞的發現充滿意外。

為尋找速度細胞，Moser夫婦團隊主要對內側內嗅皮層進行搜索，這一部位位于大腦組織深部，2005年他們發現的柵欄細胞就位于這些部位。現在他們的技術比2005年要先進許多，能同時記錄數千個神經元放電，然后將動物放在一個跑步機上，通過調節跑步機速度，觀察那些神經元能感受運動速度信息。

根據研究需要，他們設計了運動調整模式，動物可根據需要調整運動速度，其中一個實驗讓動物按照一定加速度改變運動速度，另外一個實驗中則用更慢的加速度（一半）改變速度，最后一個實驗讓動物自由活動。結果發現，所有這些實驗中，所有神經元中有13％到15%細胞放電模式和運動速度相關，這說明在這一大腦區域存在大約13-15%的神經元能感受運動速度信息。文章剛剛發表在《自然》雜志上。

波士頓大學神經科學家Michael Hasselmo說，他對這一發現不奇怪，因為他們實驗室也在這一區域記錄到類似的速度細胞，而且有不同速度類型的感受細胞。他們的文章目前仍然沒有正式見刊。

Taube教授對Moser夫婦的論文印象深刻，主要是他們將速度信息與計算機的聯系，能利用他們的程序根據這些細胞的放電準確預測出動物要加速奔跑還是減速走路。

他們還發現，速度細胞放電不受環境影響。例如將動物放在一個新盒子內，新盒子有不同的圖案，但運動細胞激活的模式不會改變。這些運動速度感受細胞與柵欄細胞的特征類似，是大腦獨立的GPS感受系統，因為其激活模式完全不受外界的聲、光等感覺信息刺激的影響。這類似閉上眼睛，你同樣能根據身體自身的信息（是本體覺嗎？）發現回家的路。這些來自體內自身的本體感覺信號來自肌肉和前庭系統。本體感覺只識別位置、方向和速度，不會感受其他信息。

本體感覺是指肌、腱、關節等運動器官本身在不同狀態，運動或靜止時產生的感覺。例如，人在閉眼時能感知身體各部的位置。因位置較深，又稱深部感覺。本體感覺可分為三個等級，一級：肌肉、肌腱、韌帶及關節的位置感覺、運動感覺、負重感覺；二級：前庭的平衡感覺和小腦的運動協調感覺；三級：大腦皮質綜合運動感覺。