自我定位之谜：大脑GPS背后的科学巨匠
我们如何知道自己身在何处，又如何识别来路？这一问题曾引发无数哲学与科学的。而如今，约翰·奥基夫、梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽为我们揭示了答案，这并非是一个哲学问题，而是一个科学问题。尽管人类对大脑中无数神经元和细胞的理解仍然只是冰山一角，但这三位科学家的发现为我们自我认知、精神与智力的奥秘打开了一扇明亮的窗户。
这是一个里程碑式的发现，对于空间认知领域而言具有划时代的意义。北京大学神经科学研究所研究员伊鸣对此表示赞同，他对三位科学家的贡献深感敬佩，并愿意为他们生动讲述这一科学发展的大课。
早在上世纪三十到四十年代，科学家们已经开始空间认知的奥秘。当时，全球认知心理学领域的顶级专家Lashley提出了一个“刺激反应模型”，试图从心理学的角度解释空间认知过程。这一理论很快受到挑战，一系列动物实验推翻了这一理论。随后，爱德华·托尔曼提出了一个全新的概念——“认知地图”，他认为空间认知过程并非简单的刺激反应，而是大脑内部的一种机制在绘制地图，告诉我们自身的位置。但这个假说一直未得到证实。
直到后来，世界上首个切除双侧海马脑区的病例报道让我们看到了突破的希望。术后患者失去了形成新的长时间记忆的能力，同时空间认知也出现了障碍。这一发现证实了“认知地图”可能真的存在，并且位置可能就在海马脑区。此后，全球的科学家们将研究重心放在海马脑区，尝试揭示这一脑区参与认知过程的机制。长时间的努力并未取得显著的进展。直到约翰·奥基夫发现了海马脑区的“位置细胞”，这一研究才取得了重大的突破。
伊鸣为记者播放了一段令人印象深刻的视频，视频中展示了奥基夫的实验大鼠在自由活动的过程中，海马神经元（位置细胞）如何在大鼠经过特定区域时开始发放动作电位。这是一个革命性的发现，为我们理解空间认知提供了全新的视角。此后，莫泽夫妇在海马脑区上游的“内嗅皮层”区域发现了“网格细胞”，揭示了小鼠判断自身运动轨迹的细胞机制。至此，我们大脑中内置的“GPS”运转机制被逐渐揭示出来。
在访谈中，专家向记者透露，奥基夫的研究特色鲜明，巧妙地结合基础实验技术，回答了一系列关键科学问题。“这与许多科学家依赖前沿技术进行研究的方式截然不同。”专家如此介绍。
1971年，奥基夫凭借一项杰出研究荣获殊荣，这一工作成果成为他的巅峰之作。从1957年至1971年，全球神经科学家们都在海马脑区如何编码空间记忆，但答案一直扑朔迷离。这期间，奥基夫的研究显得与众不同。与其他科学家相比，他只是对实验设计进行了革新，便开创了历史新篇章。
之前的科学家们将小鼠置于小箱子中，施以光、电、热等刺激，试图找到与刺激相对应的神经元变化。这种方法并未取得突破。奥基夫则采用了相同的电生理技术，但他的实验设计别具一格：他让小鼠在一个大空间内自由活动，并观察神经元放电时小鼠的行为。这一创新方法为他揭示了全新的发现。
不仅如此，奥基夫在上世纪90年代提出了引人注目的假说，认为大脑中存在特定神经元，不仅能编码距离和边界，还能编码方向和距离。许多核心理论后来都得到了研究的证实。
在伊鸣看来，奥基夫虽是个性随和的人，但在学术上他坚持己见。例如，在1978年，他对海马功能进行了系统阐述，而后在1999年，一位美国科学家提出与奥基夫理论相悖的观点。面对这种情况，奥基夫没有置之不理或轻易接受，他让学生重复该实验，发现结果与报道不符。他勇敢地公开发表了自己的研究结果，不怕得罪同行。
神经科学研究领域可谓一片“蓝海”。对于此次诺贝尔生理学或医学奖的归属，科学界存在不同声音。伊鸣分析认为，之所以有争议，是因为这三位科学家的研究更多是在解释机制层面，尚未涉及临床治疗。他们的成果主要关注空间行为和空间，相比于一些改变生物学进程的科学成果，其影响范围确实较为有限。
但不可否认的是，这三位科学家的研究成果是整个认知科学领域最重要的发现之一。神经科学研究的终极目标是揭示精神活动的生物学基础，而包括空间认知在内的神经科学研究正是朝着这一方向迈进。军事医学科学院神经生物学研究员刘少君表示，神经科学涉及多种高级脑活动以及神经系统疾病的治疗等，是最复杂也最具突破前景的科学领域之一。从诺贝尔奖设立以来，神经科学家屡获殊荣，今年更是首次将奖项授予大脑空间认知研究领域的科学家。
尽管基于动物研究的核心理论已经在人类身上得到证实，但要真正将理论转化为应用技术还有一段路要走。我国神经科学研究虽然在过去二十年中取得了显著进步，但与欧美国家相比仍存在差距。专家指出，投入不足、管理理念落后、评价机制不科学以及缺乏创新精神和毅力等因素制约了我国神经科学的发展。但我国也有一批顶尖的神经科学专家，只需持续优化研究环境、加强竞争机制、提高研究投入，未来必定能在神经科学领域取得更多突破性成果。在认知科学的广袤领域，尤其是空间认知这一分支，我国的研究人员数量相对较少。专家们指出，认知过程本质上是一种主观体验，而科学，以其客观性的标准来评判这种主观性的，往往给研究者带来挑战。在这样的背景下，国内学术界更倾向于那些能够迅速产生量化成果的研究，以SCI论文数和影响因子作为衡量学术价值的首要指标，这无疑在一定程度上限制了学者们的创新热情。
当我们以论文数量和影响因子作为唯一的成功标准时，有些杰出的科学家可能并不被看到。以约翰·奥基夫为例，他的研究成果可能并未发表在顶级期刊上，也并非每年都能产出大量论文。但他的工作却开辟了新的研究领域，每一篇论文都针对性地解决了该领域的核心问题。这样的科学家，他们的价值并不仅仅体现在论文的数量和影响力上，更多的是对未知世界的与理解。
专家直言不讳地表示，如果我们总是追随国外的突破和诺贝尔奖得主的研究方向，那么我们永远只能亦步亦趋，永远受制于他人的标准。我们应该立足于我国神经科学的实际需求，那些尚未被触及的科学领域。脑科学的深入研究是国家竞争力的重要体现，欧美各国已经制定了长远的脑科学研究计划并投入巨额资金。即将出炉的中国脑科学研究计划，应以丰富的临床病例资源为基础，以脑重大疾病为切入点，既要注重基础研究，也要重视重大脑疾病的防治技术研发，集中力量解决关键问题。
在采访中，首都医科大学北京神经科学研究所所长、神经生物学系的徐群渊教授表示，脑科学研究的重要性不言而喻。而伊鸣则回忆起奥基夫赠言：“不要为了追逐奖项或是易于发表文章而研究，而是跟随自己的兴趣并持之以恒。”这是值得我们国家科研人员深思的。科学家的使命是未知，而不是简单地追求表面的荣誉和成就。
未来的道路充满挑战与机遇。在这个变革的时代，我们需要更多的勇敢者敢于、敢于创新。让我们共同期待中国科研人员在空间认知等领域取得重大突破，为人类对脑科学的认知做出更大的贡献。我们也希望我国的科研人员能够坚持自己的兴趣与热情，不为外界所动，持续深入地进行研究，为我国的科研事业注入更多的活力。
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