Нобелевской премии в этом году удостоились американский нейробиолог Джон О'Кифи и норвежские исследователи Мэри-Бритт и Эдвард Мозеры – за открытие двух классов нервных клеток, помогающих нам ориентироваться в пространстве.

Способность ориентироваться на местности – процедура настолько важная и сложная, что в мозге этим занимаются сразу две группы нервных клеток. Одни расположены в гиппокампе, который благодаря им, кроме «центра памяти», стал называться ещё и «центром навигации» (или «центром пространственной ориентации»); других нашли в энторинальной коре, которая с гиппокампом тесно связана. Хотя обе группы нейронов нужны для того, чтобы индивидуум понимал, где он находится и куда двигается, функции у них во многом отличны друг от друга.

Джон О'Кифи. (Фото University College London.)

Мэй-Бритт Мозер и Эдвард Мозер. (Фото Norwegian University of Science and Technology.)

Гиппокамп мыши в разрезе. (Фото Thomas Deerinck / Visuals Unlimited / Corbis.)

В конце 60-х годов американский исследователь Джон О'Киф (John O’Keefe), первый из нынешних нобелеатов, заметил, что у блуждающих по комнате крыс в мозге включаются особые нейроны, чью активность нельзя было объяснить просто поступлением в мозг новых визуальных стимулов. Оказалось, что эти клетки активируются в ответ на совокупные особенности ландшафта, окружающие в крысу в данный момент – нейроны будто реагировали на специфическое место и на переход из одного окружения в другое. Дальнейшие эксперименты показали, что в гиппокампе действительно хранится множество карт местности, каждая из которых кодируется особой комбинацией специальных клеток. Их так и назвали – нейроны места.

В 2005 году норвежские нейробиологи Мэй-Бритт и Эдвард Мозеры (May-Britt, Edvard Moser) обнаружили в энторинальной коре другую группу нервных клеток, которые быстро получили прозвище GPS-системы мозга. Они по очереди возбуждаются, пока индивидуум передвигается в пространстве, – то есть, можно сказать, что эти нейроны отмечают участки территории. Особенность же их в том, что включаются такие нейроны по особой схеме, разбивая пространство на шестиугольные фрагменты, делая его похожим на огромную решётку. Отсюда и их название – grid-нейроны, или нейроны решётки. Когда в эксперименте крыса проходила вершину «виртуального» шестиугольного элемента, grid-клетка реагировала импульсом. Их отличие от нейронов места в том, что grid-клетки просто задают систему координат, в которой мозгу удобно описывать конкретный ландшафт и собственные перемещения в пространстве. За своё открытие супруги Мозеры и удостоились чести разделить нынешнюю Нобелевскую премию вместе Джоном О'Киф.

Хотя эксперименты по выяснению функций навигационных нейронов ставили – и ставят – на животных, такие клетки, очевидно, есть и у человека. Считается, что именно из-за гибели таких нейронов при синдроме Альцгеймера больные теряют способность ориентироваться в пространстве уже на ранних стадиях недуга.

Дополнительные подробности о навигационной системе мозга и открывших её исследователях мы расскажем в ближайшее время.

Подготовлено по материалам Нобелевского комитета.