Нобелевские лауреаты открыли, как мозг находит дорогу

Лауреаты Нобеля по медицине и физиологии 2014 года

Положение гиппокампа (показан жёлтым цветом) и энторинальной коры (голубым) в головном мозге человека и крысы

(иллюстрация Nobel Committee).

В Стокгольме были объявлены имена лауреатов Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Общемировую славу и денежное вознаграждение поделили трое учёных: половину получит профессор Джон О'Киф (John O’Keefe) из Университетского колледжа Лондона, вторую половину поделят поровну муж и жена также профессора Мэй-Брит Мозер (May-Britt Moser) и Эдвард Мозер (Edvard Moser) из Норвежского университета естественных и технических наук. Все учёные исследовали систему позиционирования головного мозга.

Благодаря ей мы знаем, где мы находимся и как найти дорогу отсюда до какого-либо другого необходимого нам места. Память, которую мы наращиваем по мере взросления, позволяет нам, не задумываясь и порой даже в полной темноте, пройти из одной комнаты в нашем доме в другую. Нашу внутреннюю систему "ГЛОНАСС", позволяющую нам легко ориентироваться в пространстве, точнее, её клеточную основу — вот, что изучают О'Киф и Мозеры.

Всё началось в 1971 году, когда профессор О'Киф открыл первый компонент этой системы. Он со своей командой исследователей обнаружил, что в мозгу крысы определённые нейроны гиппокампа активируются, когда животное находится в одной определённой части комнаты, и другие — когда грызун перемещается в другое место. Учёный предположил, что эти "клетки места" формируют своего рода карту комнаты, так как работа нервных клеток, "запомнивших" определённое место, со временем не менялась.

Лауреаты Нобеля по медицине и физиологии 2014 года (фото с сайта Columbia University Medical Center).

В 2005 году чета Мозеров, которая в своё время перенимала знания в лаборатории О'Кифа, обнаружила другой компонент системы. Рядом с гиппокампом в энторинальной области коры головного мозга крыс они выявили "клетки сетки", которые действуют как система координат, задавая точное положение существа в пространстве и формируя последующий путь до цели. Оба типа клеток постоянно обмениваются информацией.

Более современные исследования по визуализации мозга и его компонентов у различных пациентов показали, что те же самые клетки присутствуют в мозге человека. Так, болезнь Альцгеймера уже на ранних стадиях приводит к нарушению способности человека ориентироваться в пространстве, осознанию, где он находится сейчас и куда направляется. Знания о "системе позиционирования" могут быть использованы исследователями в будущем для поиска методик лечения подобных когнитивных расстройств и восстановления памяти.

Однозначно, не имея такой системы в голове, мы бы не смогли нормально существовать и развиваться, подчёркивает Нобелевский комитет в пресс-релизе. Человеческому мозгу необходимо вспомнить информацию о прежних положениях, рассчитать параметры движения и расстояние до объектов, чтобы произвести нужное перемещение в пространстве.

Положение гиппокампа (показан жёлтым цветом) и энторинальной коры (голубым) в головном мозге человека и крысы
Положение гиппокампа (показан жёлтым цветом) и энторинальной коры (голубым) в головном мозге человека и крысы
(иллюстрация Nobel Committee).

Отвечая на вопросы журналистов, эксперты Нобелевского комитета отметили, что данное открытие никак не изучает механизмы тех или иных болезней. Награда была вручена за фундаментальное исследование, которое, по мнению Нобелевского комитета, вдохновит других учёных на исследование каких-либо болезней, связанных с проблемами в системе позиционирования.

Любопытно, что за те же самые достижения трое учёных получили в декабре 2013 года Премию Луизы Хорвиц (Louisa Gross Horwitz Prize). Эта награда прославляет учёных, работающих в области биологии и биохимии, и была учреждена Колумбийским университетом в 1967 году.

Напомним, что в 2013 году Нобеля по медицине и физиологии вручили за изучение транспортного механизма клеток.

7 октября 2014 года в шведской столице будет объявлено о решении Нобелевского комитета по физике, 8 октября — по химии, 9 октября — по литературе. 10 октября в Осло назовут лауреата премии мира. Обладатель "Премии по экономике памяти Нобеля", учрежденной Банком Швеции в 1968 году, определится 13 октября.