夫妻二人同獲諾貝爾獎的美談，最為人熟知的莫過于居里佳耦。而在生命科學范疇，繼美國科學家格蒂·特蕾莎·科里（Gerty Theresa Cori）與丈夫卡爾·斐迪南·科里（Carl Ferdinand Cori）因發現糖代謝中酶促反映與另一位科學家分享1947年諾貝爾心理學或醫學獎之后，又有一對科學家佳耦愛德華·莫澤（Edvard I. Moser）和梅-布麗特·莫澤（May-Britt Moser）因發現構成腦中定位系統的細胞機制，而與英國科學家的約翰·奧基夫（John O’keefe）于2014年共獲殊榮。

撰文|顧凡及（復旦大學生命科學院）

孤島少年

1962年，愛德華出生在挪威西海岸外的小島哈賴姆索伊（Harams?y）。怙恃都是德國移平易近，在二戰年月想接管教育而不成得。父親早年進修了建造教堂管風琴的手藝，遷居到島上工作。

愛德華出生的第二年，他們舉家搬到哈雷德（Hareid）島上。僅有4000居平易近的小島上教育資本有限，好在母親給了他大量冊本，愛德華慢慢發生了對科學的樂趣，后來甚至要求母親到德國圖賓根大學的書店里去買天體物理的書。隨父親到各地調試管風琴的履歷培育了他對大天然的熱愛，而假期到德法律王法公法蘭克福參不雅天然博物館是他最大的樂趣。從那時起，愛德華就相信本身未來會當一名科學家。

到了高中，教員的循循善誘使他對文理各學科都發生了稠密的樂趣。也恰是在這所島上高中，他初遇將來的老婆梅-布麗特，不外出于靦腆，兩人之間并沒有太多交往。

梅-布麗彪炳生在小島福斯納沃格（Fosnav?g），怙恃擁有一座小農場。除了打理農場，父親還做木工活，母親則要照看5個小孩。

兒時的梅-布麗特布滿好奇心，會在郊野里不雅察蝸牛吃草，并對背后的機理感應好奇。母親經常給她講布滿但愿和胡想的童話故事，這培育了她的信念：即使一無所有，經由過程盡力也可以當作功。

梅-布麗特也在教員的鼓動勉勵中當作長，高中時成就固然不差，可是離考醫學院還有距離。母親警告她說，若是不盡力進修，未來就只能做家庭本家兒配偶。梅-布麗特不甘于此，最終考進了挪威的最高學府——奧斯陸大學。

_{圖1 1986年莫澤佳耦在厄瓜多爾。[1]}

大學時代

1983年頭，竣事了一年半兵役的愛德華也即將進入奧斯陸大學。正在這時，他偶遇了高中同窗梅-布麗特，已經大學二年級的她天然當作了愛德華的校園標的目的導。

那時，愛德華剛讀完弗洛伊德的名著《夢的解析》入了迷，梅-布麗特也喜好上了心理學。是以在1983年秋，兩人選了為期一年的心理學學士課程。兩人都對行為本家兒義心理學感樂趣，認為這一分支從科學上來說比力嚴酷，同時又感應它過于簡化，因而想去領會行為背后的神經機制。

面臨前來求教的兩人，行為本家兒義心理學的教員拿出一本《科學美國人》1979年9月有關腦的特刊，上有坎德爾（Eric Kandel）、休伯爾（David Hubel）、維澤爾（Torstein Wiesel）和克里克（Francis Crick）等巨匠的文章，這使他們萌生了轉標的目的這一研究范疇的設法。

昔時的心理學科如斯火爆，兩人在完當作學士課程后還要列隊一年才能繼續深造。時代愛德華在一個精力病病院工作，業余選修了數學、統計學和計較機編程，而梅-布麗特在一所老年醫學研究所工作，同時也輔修課程。志趣相投的二人在1984年訂親，并在1985年結婚。

巧拜名師

終于得以從事專業研究后，愛德華和梅-布麗特仍不知足于手頭方向行為范疇的工作。他們領會到，奧斯陸有一位從事記憶神經機制研究的巨匠安德森（Per Andersen）。在聆聽了他關于突觸傳遞長時程加強機制（Long-term potentiation, LTP）及其與記憶之間的可能關系的陳述后，他們感應LTP就是本身苦苦追求的心理學和心理學之間的橋梁。

1988年，兩人拜訪安德森，暗示很是但愿可以在他的門下攻讀碩士學位。然而，安德森不大喜好心理學家，何況他的研究組也滿員了。兩人并沒有功成身退，安德森其實纏他們不外，最后說道：“好吧，若是您們真的要在我這里做碩士研究，先看能不克不及讀懂這篇文章（理查德·莫里斯[Richard Morris]有關水迷宮的一篇文章），然后照樣建造一個水迷宮嘗試室。若是當作功了，您們就能來我的嘗試室做碩士論文。”梅-布麗特回聲說道：“太好了，未來我們還想跟著您讀博士呢。”

他們從塑料工場里買來了一個直徑2米、高0.5米的大魚缸，里面盛上1200升水和3升牛奶，連結恒溫25攝氏度。白日兩人忙于學業，水迷宮的大鼠嘗試只能在晚長進行。就像諸葛亮草船借箭那樣，他們經由過程本身的盡力和安德森嘗試室當作員的幫忙，完當作了“周瑜”交待的使命，正式當作為了安德森的學生。

攻博之路

有了水迷宮之后，愛德華和梅-布麗特發現，只要毀傷大鼠的海馬背側而保留腹側無缺，大鼠就無法找到水下平臺；若是只毀傷海馬腹側而保留背側無缺，大鼠依然可以找到方針。這申明在水迷宮進修方面，背側海馬和腹側海馬的感化是分歧的。有待解決的問題是：若是海馬的背側和記憶有關，那么腹側起什么感化呢？別的，內嗅皮層和這兩部門的聯系又起什么感化呢？這些都是兩人結合碩士論文的內容，頒發在《神經科學雜志》上。

1990年，兩人都想繼續跟從安德森攻讀博士，可是從統一位導師獲得兩份獎學金頗有堅苦。安德森認為，若是以長時程加強和記憶之間的關系為題，必然可以或許獲得幫助。麻煩的是，他們必需決議誰來以此為題申請。梅-布麗特要愛德華去申請，因為他對這個問題很是感樂趣；安德森也告訴她不要拋卻，他會幫忙她找到幫助，研究喝酒對動物海馬突觸的影響。然而梅-布麗特一方面不認同這種研究路子，另一方面也做不到給動物大量施予酒精。她以本身當作長于挪威的保守宗教地域、酒精是禁忌做為來由，婉拒了安德森的提議。

梅-布麗特是想經由過程練習動物，研究進修后突觸的數目是否會增添，并用激光掃描共聚焦顯微鏡不雅察突觸。這在那時長短常新的范疇，連導師安德森也不看好她的打算。不外梅-布麗特的對峙再一次當作功了：她和愛德華的申請都獲得核準，皆大歡喜。

她后往返顧說：“大約就在這個時辰，我意識到本身有何等對峙不懈。我一向都對人友善和有禮貌，可是若是我真的想要一些工具，沒有人能阻止我。”

初戰告捷

1991年，愛德華學會了將慢性電極植入海馬齒狀回，可以記實清醒的大鼠在盒子里四處浪蕩時的場電位。大鼠熟悉了所處情況后，興奮性突觸后電位（EPSP）會變強，凡是持續20-30分鐘。但反常的是，當統一只動物被放進水迷宮并學會找到平臺后，EPSP卻老是變小。

本來，EPSP對腦的溫度很是敏感。水迷宮的溫度遠低于大鼠的體溫，是以EPSP減小，并且水溫越低，EPSP越小。安德森建議愛德華在鼠腦中插入熱敏電阻，直接監測溫度，成果證實突觸毗連的強度直接取決于腦的溫度。愛德華發現，進修行為有時會使腦部溫度升高2°C以上，先前研究中記實的陪伴進修過程的EPSP轉變，其實是因為溫度而不是LTP引起的。這些發現頒發在了1993年的《科學》雜志上。1995年，愛德華的博士論文經由過程答辯。

在另一邊，梅-布麗特的博士論文研究要求天天都要為大鼠打造新的情況，讓大鼠在持續兩周內天天4小時處于這種情況之后，建造大鼠活體的海馬切片，并對此中的棘進行計數。成果發現，糊口在豐碩多彩情況中的大鼠的棘的數量要比窘蹙情況中大鼠的棘要多，前者在水迷宮中尋找埋沒平臺時也表示得更快更好。梅-布麗特的研究成果在一些頂級雜志上頒發了三篇文章。

_{圖2. 梅-布麗特有時不得不把孩子帶到嘗試室。為了讓女兒伊莎貝爾恬靜下來，她給女兒“閱讀”《海馬》雜志，小伴侶還似乎真的很感樂趣呢。后來兩人有了二女兒之后，也依然這樣解決堅苦。[2]}

英國之行

早在完當作碩士那年，兩人加入了在瑞典斯德哥爾摩進行的歐洲神經科學會議，會上初次見到了愛丁堡大學的莫里斯。莫里斯不單注重到了他們海馬研究的墻報，還在本身的大會陳述中提到了這一工作，這對兩位初出茅廬的年青人是極大的鼓動勉勵。后來，莫里斯又邀請他們拜候本身的嘗試室完當作進一步嘗試。兩人拜候數次后獲得結論，只保留很小一塊海馬背側的動物依舊可以或許進行空間進修，這一成果1995年頒發在《科學》雜志上。

那幾年里在愛丁堡的短臨時光讓佳耦二人與莫里斯成立了終生的友情，也結識了來自宿世界各地的科學家。時代，他們還想經由過程單細胞記實來尋找與記憶有關的神經勾當轉變，并打算在1996年回到挪威成立本身的單細胞記實嘗試室。不外那時莫里斯的嘗試室還不具備相關的經驗和設備，于是莫里斯保舉他們到倫敦大學學院的奧基夫嘗試室進修。

日后，愛德華經常將在倫敦的這段時候看做是他平生中所學最多的期間。愛德華的小辦公桌就在奧基夫的辦公室里，他幾乎可以隨時就教奧基夫。奧基夫指導了他關于建造單細胞記實的方方面面，包羅若何進行手術、若何建造電極、若何記實及闡發數據等。這對于愛德華今后的事業來說至關主要，由此通標的目的諾獎之路。

赤手起身

1995年完當作博士論文之前，愛德華和梅-布麗特本籌算未來一路到相熟的莫里斯嘗試室做博士后。但他們也抱著試一試的心態，申請了特隆赫姆市（Trondheim）一所黌舍的心理學系教職，并告訴雇用委員會，若是只給一個名額就不考慮。成果不單黌舍同時登科了他們倆，還贊成了他們幾乎所有的要求，包羅一個新的嘗試室和所需設備。這種機遇來之不易，所以原先到國外工作的打算只能臨時棄捐了。

兩人于1996年8月1日到特隆赫姆起頭工作，新嘗試室是心理學系地下室的一間空置的防浮泛，一切都得從頭起頭。心理學系以前并不進步履物嘗試，是以他們除了訂購和成立位置細胞記實設備，同時還得建造動物豢養箱。直到一年后，他們才記實到了第一個位置細胞。

兩人一方面忙于嘗試，還必需處置日常的手藝工作——從建造電纜到潔凈鼠籠。此外，他們承擔了生物心理學方面大部門的講授工作。固然學生們很喜好上他們的課，可是大大都人都但愿未來從事臨床，而不肯意在老鼠嘗試室渡過余生。是以直到1999年，兩人的嘗試室才招到一論理學生和一名兼職手藝人員，這得益于一筆來自挪威研究理事會（Research Council of Norway）的資金。

固然俗話說“福無雙至”，但他們卻真的碰到了雙喜臨門。那時心理學系需要一名手藝人員來辦理人類神盡心理學部門的全數測試工作（test batteries），誰知人事部分把這里的“batteries”曲解當作了“電池” ，招募了一名電子學工程師謝潘（Raymond Skjerpeng）。他對神盡心理學測試全無所聞，但正適合愛德華和梅-布麗特嘗試室的工作。謝潘既有締造性又勤懇，白日和黑夜都在防浮泛里渡過，幫忙他們成立了最進步前輩的神經心理學嘗試室。

嘗試室步入正軌后，固然能不竭記實到位置細胞，可是為數不多，而若是想真正熟悉記憶必需同時記實大量細胞。是以在2001年，兩人來到美國亞利桑那州圖森的巴恩斯-麥克諾頓（Barnes-McNaughton）嘗試室，操縱僅僅六周的學術休假時候學會了這門手藝。

攀峰之路

跟著對位置細胞研究的深切，兩人天然標的目的本身提出了一個根基問題：海馬中位置旌旗燈號的發源是什么？自1971年奧基夫發現位置細胞以來，幾乎所有研究都集中在CA1這部門區域，CA1是海馬回路的最后階段。那么其前面的部門（齒狀回和CA3）是否也起感化呢？更進一步，因為內嗅皮層標的目的海馬供給了大部門輸入，那么內嗅皮層在位置編碼中是否也起感化呢？

_{圖3 海馬和內嗅皮層的內部神經回路。圖中DG為齒狀回，EC為內嗅皮層。（引自https://blogs.plos.org/neuro/files/2015/09/CajalHippocampus_modified.png）}

為領會答這些問題，他們多處申請基金撐持，同時將嘗試室從心理學系搬到了醫學院，以順應在神經科學研究方面日益擴大的工作要求。之后功德不竭，在一些大基金的撐持下，2002年他們當作立了記憶生物學研究中間（the Centre for the Biology of Memory），不單有能力采辦設備、招收學生，還禮聘了包羅莫里斯在內的一些國際頂級專家做參謀。

這樣，倡議“赤壁之戰”萬事俱備只欠春風了。回覆位置細胞檢測位置的旌旗燈號來歷問題，只有兩個選項，或是來自海馬內部，或是來自內嗅皮層。他們選擇性地毀傷了海馬背側的CA3，或者堵截從CA3到CA1的毗連，這樣CA1就沒有了來自海馬內部的輸入，僅留下來自內嗅皮層的直接毗連。按照那時風行的不雅點，這樣的手術之后CA1中的位置細胞應該不再能檢測位置，但現實環境卻非如斯。這表白位置旌旗燈號要么來自CA1回路自己內部，要么基于僅剩下的皮層源即內嗅皮層的空間旌旗燈號。

是以從2002年起頭，他們把研究轉標的目的了內嗅皮層細胞。經由過程對過往相關研究的闡發和會商，他們認為應該記實內嗅皮層的背側和內側部門。這樣的嘗試前所未有，就連定位背內側內嗅皮層也并非易事——那時鼠腦的剖解圖譜上往往沒有矢狀剖面，而這恰是定位時所需要的。這些堅苦都沒有反對有趣的成果呈現，記實顯示，內嗅皮層細胞有離散的發放野，可是每個細胞四周情況中都有多個發放野，是以不克不及僅從單個細胞的發放就揣度出動物的位置。同時，這些發放野并非隨機擺列，相鄰野之間的距離驚人地恒定。

網格細胞

2004年末，他們的研究成果在美國圣地亞哥舉辦的神經科學學會會議上引起了學界的極大樂趣。會上有人建議，這些細胞的發放野可能呈六角形布局。開會歸來之后，他們組織了一個五人團隊全力攻關。梅-布麗特和別的兩人負責嘗試，愛德華負責數據的闡發和記實，并測驗考試加以詮釋。還有一位同事莫爾登（Sturla Molden）負責編程和統計闡發，包羅用空間自相關程序來尋找空間周期性。

固然之前的記實已顯示出跡象，但六邊形布局的發放野仍然太不成思議了，需要來自較大情況的數據以確保這種周期性并非偶爾。為此，他們操縱一個直徑為兩米的圓形情況進行記實，連系莫爾登的自相關程序，都證實了這種六邊形圖案既不是巧合也不是手藝假象。愛德華給這種細胞起了一個簡單直不雅的名稱——網格細胞。這些成果頒發在2005年的《天然》雜志上。

不管動物的活動速度和偏向如何轉變，這些細胞的發放野老是如斯法則，申明它們的位置是由路徑積分決議的，網格細胞也必然是基于路徑積分的空間映射機制的一部門——奧基夫早在1976年就有此猜測，可是苦無證據。愛德華和梅-布麗特堅信他們已經找到了認知地圖的主要構成部門，發現網格細胞使人們第一次看到了腦若何獲取復雜信息，如我們身在何處與若何活動，并發生其自身的內部代碼以操縱這些信息。外部宿世界不存在網格圖案，是以該圖案必定源自內嗅皮層自己或相鄰布局中的勾當。

_{圖4 網格細胞。黑色軌跡顯示了動物的路徑。藍點暗示內側內嗅皮層第二層中單個細胞有發放時地點位置。勾當野形當作六邊形的網格狀圖案。[2]}

他們的這一發此刻神經科學界引起了顫動。2007年，卡夫利（Kavli）基金會幫助他們當作立了宿世界上第15個卡夫利研究所——卡夫利系統神經科學研究所（Kavli Institute for Systems Neuroscience）。在此前后，他們在內嗅皮層又發現了兩種和空間有關的細胞——頭朝標的目的細胞（head direction cells）和鴻溝細胞（border cells）。前者告訴動物它正在標的目的哪個偏向活動，爾后者則在接近鴻溝時發生發放。其他發現還包羅兼具頭朝標的目的細胞和網格細胞的功能的結合細胞（conjunctive cell），以及發放率和活動速度線性相關的速度細胞（speed cell）等。

斯德哥爾摩的來電

2014年10月6日，愛德華乘飛機到德國慕尼黑拜候馬克思·普朗克神經生物學研究所，飛抵機場后卻不測受到了機場代表的接待。代表標的目的他獻上鮮花，并告訴他一個好動靜：他獲得了馬克思·普朗克學會的獎。誰知代表把得獎的信息搞混了，當愛德華拿出手機查看時，看到的倒是諾貝爾獎委員會秘書漢松（G?ran Hansson）發來的短信：“愛德華，盡快給我回話。有要事！”數百條郵件和短信也接連不斷。

噴鼻檳慶賀和記者會竣事之后，愛德華才有機遇和梅-布麗特通話，而她早于愛德華兩個小時已經得知兩人獲得諾獎的喜信。

_{圖5 2014年10月7日愛德華回到特隆赫姆市機場時受到昌大接待。[1]}

人生感悟

當初誰能料到兩個孤島少年可以或許當作長為諾獎得本家兒？回顧舊事，愛德華坦白認可他至今不克不及完全確定是什么使之當作為可能。若要總結經驗教訓，他說道：“怙恃對學術的樂趣當然對我起了感化，可是若是沒有外部杰出的教育情況，若是沒有在小學和中學中獲得額外的激勵，那么我最終也許不會當作為一名當作功的科學家。”[1]

“即使我立志終生從事科學研究，也不克不及包管必然就能當作功。找到合適的研究小組是任何科學事業的主要一環，我可以說我的選擇帶有偶爾性。我在薩格沃爾登那邊進修了行為闡發，而當我所從事的范疇成長到需要將心理學和心理學連系在一路時，我當令轉到了安德森那兒研究神經科學。”[1]

“從我們攻博起頭，梅-布麗特和我一向獲得很多人士和機構的幫忙，他們都看到了我們工作的潛力并賜與了撐持。也許我的性格也幾多起了感化，我有頑強的意志，可以或許專注于某個特定方針，即使需要幾十年的時候也對峙不懈。我對數學的些許熱情以及對整合分歧學科信息的喜愛也很有幫忙。在梅-布麗特的幫忙下，我感應有時本身可以看到全景和進步的道路。”[1]

當然，兩人的當作功還得益于他們對工作的無比熱愛。梅-布麗特回憶說：“我們的兩個女兒一向惡作劇說，嘗試室就像我們的第三個孩子。從良多方面來看，她們說得沒錯。我們為所有的三個孩子感應高傲。除了我們的嘗試室‘孩子’外，還有真正的‘生物’孩子給我的糊口帶來無比幸福，這使我可以更輕松地做好科研。”

_參考文獻

_{[1] Edvard Moser Biographical. The Nobel Prizes 2014. Published on behalf of The Nobel Foundation by Science History Publications/USA, division Watson Publishing International LLC, Sagamore Beach, 2015. <https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2014/Edvard-moser/biographical/>}

_{[2] May-Britt Moser Biographical, The Nobel Prizes 2014. Published on behalf of The Nobel Foundation by Science History Publications/USA, division Watson Publishing International LLC, Sagamore Beach, 2015}

_{https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2014/may-britt-moser/biographical/}

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