Как повелось с 1901-го года, в первую неделю октября началось присуждение Нобелевских премий, и как всегда первыми объявили лауреатов по физиологии или медицине. Как это часто бывает, в «медико-физиологический» понедельник Нобелевский комитет удивил научное сообщество своим выбором — 8 миллионов шведских крон (по нынешнему курсу миллион долларов) разделили между собой очень достойные ученые, совершившие открытия нобелевского уровня, однако ни в букмекерские списки возможных победителей, ни в прогнозы агентства Thompson Reuters их имена не попали.

Выбрали, как известно, американо-британского нейрофизиолога лондонского профессора Джона О’Кифа (John O'Keefe, 1939) и норвежскую супружескую пару Май-Брит (May-Britt) и Эдварда Мозера (Edvard I. Moser, 1963 и 1962) из Тронхейма — «за открытие системы клеток в мозге, которая позволяет ориентироваться в пространстве».

То есть за то, что они, по словам представителей Нобелевского комитета, объяснили, как работает «внутренняя GPS» в нашей голове. Следует отметить, что с 1903 года, когда половину премии получила чета Пьера Кюри и Марии Склодовской-Кюри, такого семейного подряда в истории Нобелевских премий не наблюдалось.

Рис. 1. Джон О`Киф. Фото: Matt Dunham / AP.

До исследований О'Кифа и Мозеров эта проблема была чисто философской. Ученые бились над ней не одну сотню лет — как человек или животное понимают, где они находятся, как понимают, куда надо идти, чтобы попасть в нужную точку? Механизм мозгового позиционирования и ориентирования более практичным исследователям долго не поддавался.

Джон О’Киф обнаружил в 1971 году в мозге подопытных крыс специальные нейроны, которые он назвал «клетками места». Эти клетки находятся в гиппокампе (два симметрично расположенных участка в височных отделах мозга, центры памяти) и коллективно активизируются, когда вы попадаете на знакомое по прошлым воспоминаниям место.

О’Киф выяснил, что

в гиппокампе содержится множество таких систем клеток, и каждая из них представляет собой карту определенной местности: целая куча топографических карт, основанных на нашем опыте, или, выражаясь по-научному — на данных нашей ситуативной памяти. Впрочем, строго говоря, это еще не карты, а наборы точек, по которым составляются карты.

Рис. 2. Мэй-Бритт Мозер. Фото: Norwegian University of Science and Technology.

Вторую половину нобелевского миллиона супруги Мозер получат за то, что существенно дополнили открытие ученого, которого считают своим учителем и с которым давно и хорошо знакомы. Суть их экспериментов заключалась, в основном, в том, что они приводили в замешательство своих подопытных крыс, изменяя освещение клетки и заставляя их подозревать, что их мгновенно перенесли в другое место. Глаза видели это другое место, нос ощущал прежние запахи. Замешательство, судя по реакции вживленных в крысиный мозг электродов, каждый раз длилось восьмую долю секунды (так называемый тетаритм мозга). В конце концов, исследователи выяснили, что

в мозгу есть еще один вид нейронов, названный ими «клетками решетки», которые для точек, запомнившихся «клеткам места», формируют систему координат, соединяют эти точки в единое множество, учитывая расстояния между ними и обеспечивая навигацию.

Рис. 3. Эдвард Мозер. Фото: Geir Mogen / NTNU / AFP.

Эти клетки находятся не в гиппокампе, а в другом разделе мозга, в энторинальной коре: она участвует в обеспечении связи гиппокампа с отделами, отвечающими за высшую мозговую деятельность, сложные формы поведения и тому подобное. В результате и «клетки места», и «клетки решетки», и целые системы других нейронов, постоянно обмениваясь информацией, создают тот самый внутренний GPS мозга.

Рис. 4. Фото: Jonathan Nackstrand / AFP.

Любопытно, что для нынешней медико-физиологической Нобелевской премии характерна не только семейственность, но еще и преемственность поколений — работы, за которые она присуждена, разделены по времени почти на 35 лет, и это тоже случается с Нобелевкой не так чтобы очень часто. К слову сказать, награждение за исследования многолетней давности — прямое и ставшее уже традиционным нарушение завещания Альфреда Нобеля, где черным по белому написано, что награждаться должны работы, выполненные в год вручения премии.

Альфред, конечно, был неправ, ибо многие открытия, даже великие, должны «отстояться».

Поскольку уже доказано другими исследованиями, что и «клетки места», и «клетки решетки» имеются не только у крыс, но и у других животных, в том числе и у человека, открытия О’Кифа и Мозеров прокладывают путь к новым методам изучения и, возможно, лечения болезни Альцгеймера, при которой погибают клетки именно тех отделов мозга, где сосредоточена его система позиционирования. Меняются многие наши представления о том, как работает мозг, какие механизмы заложены в основу памяти и мышления.

Автор: Владимир Покровский.