夫妻二人同获诺贝尔奖的美谈，最为人熟知的莫过于居里佳耦。而在生命科学范畴，继美国科学家格蒂·特蕾莎·科里（Gerty Theresa Cori）与丈夫卡尔·斐迪南·科里（Carl Ferdinand Cori）因发现糖代谢中酶促反映与另一位科学家分享1947年诺贝尔心理学或医学奖之后，又有一对科学家佳耦爱德华·莫泽（Edvard I. Moser）和梅-布丽特·莫泽（May-Britt Moser）因发现构成脑中定位系统的细胞机制，而与英国科学家的约翰·奥基夫（John O’keefe）于2014年共获殊荣。

撰文|顾凡及（复旦大学生命科学院）

孤岛少年

1962年，爱德华出生在挪威西海岸外的小岛哈赖姆索伊（Harams?y）。怙恃都是德国移平易近，在二战年月想接管教育而不成得。父亲早年进修了建造教堂管风琴的手艺，迁居到岛上工作。

爱德华出生的第二年，他们举家搬到哈雷德（Hareid）岛上。仅有4000居平易近的小岛上教育资本有限，好在母亲给了他大量册本，爱德华慢慢发生了对科学的乐趣，后来甚至要求母亲到德国图宾根大学的书店里去买天体物理的书。随父亲到各地调试管风琴的履历培育了他对大天然的热爱，而假期到德法律王法公法兰克福参不雅天然博物馆是他最大的乐趣。从那时起，爱德华就相信本身未来会当一名科学家。

到了高中，教员的循循善诱使他对文理各学科都发生了稠密的乐趣。也恰是在这所岛上高中，他初遇将来的老婆梅-布丽特，不外出于腼腆，两人之间并没有太多交往。

梅-布丽彪炳生在小岛福斯纳沃格（Fosnav?g），怙恃拥有一座小农场。除了打理农场，父亲还做木工活，母亲则要照看5个小孩。

儿时的梅-布丽特布满好奇心，会在郊野里不雅察蜗牛吃草，并对背后的机理感应好奇。母亲经常给她讲布满但愿和胡想的童话故事，这培育了她的信念：即使一无所有，经由过程尽力也可以当作功。

梅-布丽特也在教员的鼓动勉励中当作长，高中时成就固然不差，可是离考医学院还有距离。母亲警告她说，若是不尽力进修，未来就只能做家庭本家儿配偶。梅-布丽特不甘于此，最终考进了挪威的最高学府——奥斯陆大学。

_{图1 1986年莫泽佳耦在厄瓜多尔。[1]}

大学时代

1983年头，竣事了一年半兵役的爱德华也即将进入奥斯陆大学。正在这时，他偶遇了高中同窗梅-布丽特，已经大学二年级的她天然当作了爱德华的校园标的目的导。

那时，爱德华刚读完弗洛伊德的名著《梦的解析》入了迷，梅-布丽特也喜好上了心理学。是以在1983年秋，两人选了为期一年的心理学学士课程。两人都对行为本家儿义心理学感乐趣，认为这一分支从科学上来说比力严酷，同时又感应它过于简化，因而想去领会行为背后的神经机制。

面临前来求教的两人，行为本家儿义心理学的教员拿出一本《科学美国人》1979年9月有关脑的特刊，上有坎德尔（Eric Kandel）、休伯尔（David Hubel）、维泽尔（Torstein Wiesel）和克里克（Francis Crick）等巨匠的文章，这使他们萌生了转标的目的这一研究范畴的设法。

昔时的心理学科如斯火爆，两人在完当作学士课程后还要列队一年才能继续深造。时代爱德华在一个精力病病院工作，业余选修了数学、统计学和计较机编程，而梅-布丽特在一所老年医学研究所工作，同时也辅修课程。志趣相投的二人在1984年订亲，并在1985年结婚。

巧拜名师

终于得以从事专业研究后，爱德华和梅-布丽特仍不知足于手头方向行为范畴的工作。他们领会到，奥斯陆有一位从事记忆神经机制研究的巨匠安德森（Per Andersen）。在聆听了他关于突触传递长时程加强机制（Long-term potentiation, LTP）及其与记忆之间的可能关系的陈述后，他们感应LTP就是本身苦苦追求的心理学和心理学之间的桥梁。

1988年，两人拜访安德森，暗示很是但愿可以在他的门下攻读硕士学位。然而，安德森不大喜好心理学家，何况他的研究组也满员了。两人并没有功成身退，安德森其实缠他们不外，最后说道：“好吧，若是您们真的要在我这里做硕士研究，先看能不克不及读懂这篇文章（理查德·莫里斯[Richard Morris]有关水迷宫的一篇文章），然后照样建造一个水迷宫尝试室。若是当作功了，您们就能来我的尝试室做硕士论文。”梅-布丽特回声说道：“太好了，未来我们还想跟着您读博士呢。”

他们从塑料工场里买来了一个直径2米、高0.5米的大鱼缸，里面盛上1200升水和3升牛奶，连结恒温25摄氏度。白日两人忙于学业，水迷宫的大鼠尝试只能在晚长进行。就像诸葛亮草船借箭那样，他们经由过程本身的尽力和安德森尝试室当作员的帮忙，完当作了“周瑜”交待的使命，正式当作为了安德森的学生。

攻博之路

有了水迷宫之后，爱德华和梅-布丽特发现，只要毁伤大鼠的海马背侧而保留腹侧无缺，大鼠就无法找到水下平台；若是只毁伤海马腹侧而保留背侧无缺，大鼠依然可以找到方针。这申明在水迷宫进修方面，背侧海马和腹侧海马的感化是分歧的。有待解决的问题是：若是海马的背侧和记忆有关，那么腹侧起什么感化呢？别的，内嗅皮层和这两部门的联系又起什么感化呢？这些都是两人结合硕士论文的内容，颁发在《神经科学杂志》上。

1990年，两人都想继续跟从安德森攻读博士，可是从统一位导师获得两份奖学金颇有坚苦。安德森认为，若是以长时程加强和记忆之间的关系为题，必然可以或许获得帮助。麻烦的是，他们必需决议谁来以此为题申请。梅-布丽特要爱德华去申请，因为他对这个问题很是感乐趣；安德森也告诉她不要抛却，他会帮忙她找到帮助，研究喝酒对动物海马突触的影响。然而梅-布丽特一方面不认同这种研究路子，另一方面也做不到给动物大量施予酒精。她以本身当作长于挪威的保守宗教地域、酒精是禁忌做为来由，婉拒了安德森的提议。

梅-布丽特是想经由过程练习动物，研究进修后突触的数目是否会增添，并用激光扫描共聚焦显微镜不雅察突触。这在那时长短常新的范畴，连导师安德森也不看好她的打算。不外梅-布丽特的对峙再一次当作功了：她和爱德华的申请都获得核准，皆大欢喜。

她后往返顾说：“大约就在这个时辰，我意识到本身有何等对峙不懈。我一向都对人友善和有礼貌，可是若是我真的想要一些工具，没有人能阻止我。”

初战告捷

1991年，爱德华学会了将慢性电极植入海马齿状回，可以记实清醒的大鼠在盒子里四处浪荡时的场电位。大鼠熟悉了所处情况后，兴奋性突触后电位（EPSP）会变强，凡是持续20-30分钟。但反常的是，当统一只动物被放进水迷宫并学会找到平台后，EPSP却老是变小。

本来，EPSP对脑的温度很是敏感。水迷宫的温度远低于大鼠的体温，是以EPSP减小，并且水温越低，EPSP越小。安德森建议爱德华在鼠脑中插入热敏电阻，直接监测温度，成果证实突触毗连的强度直接取决于脑的温度。爱德华发现，进修行为有时会使脑部温度升高2°C以上，先前研究中记实的陪伴进修过程的EPSP转变，其实是因为温度而不是LTP引起的。这些发现颁发在了1993年的《科学》杂志上。1995年，爱德华的博士论文经由过程答辩。

在另一边，梅-布丽特的博士论文研究要求天天都要为大鼠打造新的情况，让大鼠在持续两周内天天4小时处于这种情况之后，建造大鼠活体的海马切片，并对此中的棘进行计数。成果发现，糊口在丰硕多彩情况中的大鼠的棘的数量要比窘蹙情况中大鼠的棘要多，前者在水迷宫中寻找埋没平台时也表示得更快更好。梅-布丽特的研究成果在一些顶级杂志上颁发了三篇文章。

_{图2. 梅-布丽特有时不得不把孩子带到尝试室。为了让女儿伊莎贝尔恬静下来，她给女儿“阅读”《海马》杂志，小伴侣还似乎真的很感乐趣呢。后来两人有了二女儿之后，也依然这样解决坚苦。[2]}

英国之行

早在完当作硕士那年，两人加入了在瑞典斯德哥尔摩进行的欧洲神经科学会议，会上初次见到了爱丁堡大学的莫里斯。莫里斯不单注重到了他们海马研究的墙报，还在本身的大会陈述中提到了这一工作，这对两位初出茅庐的年青人是极大的鼓动勉励。后来，莫里斯又邀请他们拜候本身的尝试室完当作进一步尝试。两人拜候数次后获得结论，只保留很小一块海马背侧的动物依旧可以或许进行空间进修，这一成果1995年颁发在《科学》杂志上。

那几年里在爱丁堡的短临时光让佳耦二人与莫里斯成立了终生的友情，也结识了来自宿世界各地的科学家。时代，他们还想经由过程单细胞记实来寻找与记忆有关的神经勾当转变，并打算在1996年回到挪威成立本身的单细胞记实尝试室。不外那时莫里斯的尝试室还不具备相关的经验和设备，于是莫里斯保举他们到伦敦大学学院的奥基夫尝试室进修。

日后，爱德华经常将在伦敦的这段时候看做是他平生中所学最多的期间。爱德华的小办公桌就在奥基夫的办公室里，他几乎可以随时就教奥基夫。奥基夫指导了他关于建造单细胞记实的方方面面，包罗若何进行手术、若何建造电极、若何记实及阐发数据等。这对于爱德华今后的事业来说至关主要，由此通标的目的诺奖之路。

赤手起身

1995年完当作博士论文之前，爱德华和梅-布丽特本筹算未来一路到相熟的莫里斯尝试室做博士后。但他们也抱着试一试的心态，申请了特隆赫姆市（Trondheim）一所黉舍的心理学系教职，并告诉雇用委员会，若是只给一个名额就不考虑。成果不单黉舍同时登科了他们俩，还赞成了他们几乎所有的要求，包罗一个新的尝试室和所需设备。这种机遇来之不易，所以原先到国外工作的打算只能临时弃捐了。

两人于1996年8月1日到特隆赫姆起头工作，新尝试室是心理学系地下室的一间空置的防浮泛，一切都得从头起头。心理学系以前并不进步履物尝试，是以他们除了订购和成立位置细胞记实设备，同时还得建造动物豢养箱。直到一年后，他们才记实到了第一个位置细胞。

两人一方面忙于尝试，还必需处置日常的手艺工作——从建造电缆到洁净鼠笼。此外，他们承担了生物心理学方面大部门的讲授工作。固然学生们很喜好上他们的课，可是大大都人都但愿未来从事临床，而不肯意在老鼠尝试室渡过余生。是以直到1999年，两人的尝试室才招到一论理学生和一名兼职手艺人员，这得益于一笔来自挪威研究理事会（Research Council of Norway）的资金。

固然俗话说“福无双至”，但他们却真的碰到了双喜临门。那时心理学系需要一名手艺人员来办理人类神尽心理学部门的全数测试工作（test batteries），谁知人事部分把这里的“batteries”曲解当作了“电池” ，招募了一名电子学工程师谢潘（Raymond Skjerpeng）。他对神尽心理学测试全无所闻，但正适合爱德华和梅-布丽特尝试室的工作。谢潘既有缔造性又勤恳，白日和黑夜都在防浮泛里渡过，帮忙他们成立了最进步前辈的神经心理学尝试室。

尝试室步入正轨后，固然能不竭记实到位置细胞，可是为数不多，而若是想真正熟悉记忆必需同时记实大量细胞。是以在2001年，两人来到美国亚利桑那州图森的巴恩斯-麦克诺顿（Barnes-McNaughton）尝试室，操纵仅仅六周的学术休假时候学会了这门手艺。

攀峰之路

跟着对位置细胞研究的深切，两人天然标的目的本身提出了一个根基问题：海马中位置旌旗灯号的发源是什么？自1971年奥基夫发现位置细胞以来，几乎所有研究都集中在CA1这部门区域，CA1是海马回路的最后阶段。那么其前面的部门（齿状回和CA3）是否也起感化呢？更进一步，因为内嗅皮层标的目的海马供给了大部门输入，那么内嗅皮层在位置编码中是否也起感化呢？

_{图3 海马和内嗅皮层的内部神经回路。图中DG为齿状回，EC为内嗅皮层。（引自https://blogs.plos.org/neuro/files/2015/09/CajalHippocampus_modified.png）}

为领会答这些问题，他们多处申请基金撑持，同时将尝试室从心理学系搬到了医学院，以顺应在神经科学研究方面日益扩大的工作要求。之后功德不竭，在一些大基金的撑持下，2002年他们当作立了记忆生物学研究中间（the Centre for the Biology of Memory），不单有能力采办设备、招收学生，还礼聘了包罗莫里斯在内的一些国际顶级专家做参谋。

这样，倡议“赤壁之战”万事俱备只欠春风了。回覆位置细胞检测位置的旌旗灯号来历问题，只有两个选项，或是来自海马内部，或是来自内嗅皮层。他们选择性地毁伤了海马背侧的CA3，或者堵截从CA3到CA1的毗连，这样CA1就没有了来自海马内部的输入，仅留下来自内嗅皮层的直接毗连。按照那时风行的不雅点，这样的手术之后CA1中的位置细胞应该不再能检测位置，但现实环境却非如斯。这表白位置旌旗灯号要么来自CA1回路自己内部，要么基于仅剩下的皮层源即内嗅皮层的空间旌旗灯号。

是以从2002年起头，他们把研究转标的目的了内嗅皮层细胞。经由过程对过往相关研究的阐发和会商，他们认为应该记实内嗅皮层的背侧和内侧部门。这样的尝试前所未有，就连定位背内侧内嗅皮层也并非易事——那时鼠脑的剖解图谱上往往没有矢状剖面，而这恰是定位时所需要的。这些坚苦都没有反对有趣的成果呈现，记实显示，内嗅皮层细胞有离散的发放野，可是每个细胞四周情况中都有多个发放野，是以不克不及仅从单个细胞的发放就揣度出动物的位置。同时，这些发放野并非随机摆列，相邻野之间的距离惊人地恒定。

网格细胞

2004年末，他们的研究成果在美国圣地亚哥举办的神经科学学会会议上引起了学界的极大乐趣。会上有人建议，这些细胞的发放野可能呈六角形布局。开会归来之后，他们组织了一个五人团队全力攻关。梅-布丽特和别的两人负责尝试，爱德华负责数据的阐发和记实，并测验考试加以诠释。还有一位同事莫尔登（Sturla Molden）负责编程和统计阐发，包罗用空间自相关程序来寻找空间周期性。

固然之前的记实已显示出迹象，但六边形布局的发放野仍然太不成思议了，需要来自较大情况的数据以确保这种周期性并非偶尔。为此，他们操纵一个直径为两米的圆形情况进行记实，连系莫尔登的自相关程序，都证实了这种六边形图案既不是巧合也不是手艺假象。爱德华给这种细胞起了一个简单直不雅的名称——网格细胞。这些成果颁发在2005年的《天然》杂志上。

不管动物的活动速度和偏向如何转变，这些细胞的发放野老是如斯法则，申明它们的位置是由路径积分决议的，网格细胞也必然是基于路径积分的空间映射机制的一部门——奥基夫早在1976年就有此猜测，可是苦无证据。爱德华和梅-布丽特坚信他们已经找到了认知地图的主要构成部门，发现网格细胞使人们第一次看到了脑若何获取复杂信息，如我们身在何处与若何活动，并发生其自身的内部代码以操纵这些信息。外部宿世界不存在网格图案，是以该图案必定源自内嗅皮层自己或相邻布局中的勾当。

_{图4 网格细胞。黑色轨迹显示了动物的路径。蓝点暗示内侧内嗅皮层第二层中单个细胞有发放时地点位置。勾当野形当作六边形的网格状图案。[2]}

他们的这一发此刻神经科学界引起了颤动。2007年，卡夫利（Kavli）基金会帮助他们当作立了宿世界上第15个卡夫利研究所——卡夫利系统神经科学研究所（Kavli Institute for Systems Neuroscience）。在此前后，他们在内嗅皮层又发现了两种和空间有关的细胞——头朝标的目的细胞（head direction cells）和鸿沟细胞（border cells）。前者告诉动物它正在标的目的哪个偏向活动，尔后者则在接近鸿沟时发生发放。其他发现还包罗兼具头朝标的目的细胞和网格细胞的功能的结合细胞（conjunctive cell），以及发放率和活动速度线性相关的速度细胞（speed cell）等。

斯德哥尔摩的来电

2014年10月6日，爱德华乘飞机到德国慕尼黑拜候马克思·普朗克神经生物学研究所，飞抵机场后却不测受到了机场代表的接待。代表标的目的他献上鲜花，并告诉他一个好动静：他获得了马克思·普朗克学会的奖。谁知代表把得奖的信息搞混了，当爱德华拿出手机查看时，看到的倒是诺贝尔奖委员会秘书汉松（G?ran Hansson）发来的短信：“爱德华，尽快给我回话。有要事！”数百条邮件和短信也接连不断。

喷鼻槟庆贺和记者会竣事之后，爱德华才有机遇和梅-布丽特通话，而她早于爱德华两个小时已经得知两人获得诺奖的喜信。

_{图5 2014年10月7日爱德华回到特隆赫姆市机场时受到昌大接待。[1]}

人生感悟

当初谁能料到两个孤岛少年可以或许当作长为诺奖得本家儿？回顾旧事，爱德华坦白认可他至今不克不及完全确定是什么使之当作为可能。若要总结经验教训，他说道：“怙恃对学术的乐趣当然对我起了感化，可是若是没有外部杰出的教育情况，若是没有在小学和中学中获得额外的激励，那么我最终也许不会当作为一名当作功的科学家。”[1]

“即使我立志终生从事科学研究，也不克不及包管必然就能当作功。找到合适的研究小组是任何科学事业的主要一环，我可以说我的选择带有偶尔性。我在萨格沃尔登那边进修了行为阐发，而当我所从事的范畴成长到需要将心理学和心理学连系在一路时，我当令转到了安德森那儿研究神经科学。”[1]

“从我们攻博起头，梅-布丽特和我一向获得很多人士和机构的帮忙，他们都看到了我们工作的潜力并赐与了撑持。也许我的性格也几多起了感化，我有顽强的意志，可以或许专注于某个特定方针，即使需要几十年的时候也对峙不懈。我对数学的些许热情以及对整合分歧学科信息的喜爱也很有帮忙。在梅-布丽特的帮忙下，我感应有时本身可以看到全景和进步的道路。”[1]

当然，两人的当作功还得益于他们对工作的无比热爱。梅-布丽特回忆说：“我们的两个女儿一向恶作剧说，尝试室就像我们的第三个孩子。从良多方面来看，她们说得没错。我们为所有的三个孩子感应高傲。除了我们的尝试室‘孩子’外，还有真正的‘生物’孩子给我的糊口带来无比幸福，这使我可以更轻松地做好科研。”

_参考文献

_{[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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