Нобелевская премия по физиологии и медицине 2014 г.

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2014 г. присуждена нейробиологу из Великобритании Джону М. О’Кифу (John M. O’Keefe) и семейной паре ученых из Норвегии Мэй-Брит Мозер (May-Britt Moser) и Эдварду И. Мозеру (Edvard I. Moser) за открытие нервных клеток, отвечающих за  ориентацию в пространстве. Это новаторское открытие проливает свет на важные аспекты высшей нервной деятельности и позволяет лучше понять патогенез болезни Альцгеймера.

Д-р O'Keefe, д-р May-Britt Moser и д-р Edvard Moser

В 1971 г. в ходе экспериментальных исследований на крысах д-р О’Киф открыл  расположенные в гиппокампе нервные клетки,  получившие название «топографических» клеток. Ученый показал, что  при нахождении животного в каждой точке пространства в гиппокампе  активируются определенные топографические клетки. Такие активированные нервные клетки формируют своеобразную схему, представлявшую собой картообразную репрезентацию окружающего пространства (своеобразная GPS!). Импульсы топографических клеток не просто отражают активность в отдельных сенсорных нейронах на данный момент времени, а  предоставляют мозгу систему координат в пространстве или ощущение пространственной ориентации.

До 1980–1990-х гг. научное сообщество полагало, что формирование картообразных отображений пространства происходит только в  гиппокампе. Однако ученые из Норвегии д-ра М.-Б. Мозер и Э.И. Мозер выявили в энториальной области коры клетки, обладающие схожими характеристиками с топографическими клетками, расположенными в гипокампе, что было в последующем подтверждено и другими учеными. Эти клетки получили название  «координатных» нейронов и демонстрировали новый, абсолютно необычный паттерн импульсов. Они активировались одновременно в нескольких местах, что напоминало расположение отверстий в пчелиных ульях. Д-ра М.-Б. Мозер и Э.И. Мозер предположили, что координатные нейроны также являются частью системы ориентации в пространстве или системы интеграции сигналов, поступающих в головной мозг. Таким образом, эта система выполняет не только функцию измерения расстояния до объектов в окружающем пространстве, но к тому же  участвует в переработке поступающих в головной мозг нервных импульсов.

Схожесть гиппокампально-энториальной структуры у всех млекопитающих, обладающих способностью к ориентации в пространстве,  позволила ученым  предположить, что сложная система топографических-координатных клеток является важнейшей функцией головного мозга и  сформировалась в ходе эволюции.

Практическая значимость открытий

Эти открытия в области высшей нервной деятельности представляют колоссальный прорыв в понимании механизмов ориентации в пространстве. Ученые предположили, что активность топографических клеток и их взаимодействие с другими специализированными нейронами лежит в основе  формирования воспоминаний и других когнитивных процессов. Как известно, при ряде расстройств центральной нервной системы, особенно при болезни Альцгеймера и других формах деменции, страдает именно эпизодическая память, поскольку первым поражается  гиппокамп. Новые знания о механизме функционирования системы ориентации в пространстве могут иметь важное значение для понимания причин резкого когнитивного снижения у пациентов с данной патологией.

Понимание механизмов, лежащих в основе формирования пространственной памяти, очень важно для науки и медицины. Открытие топографических и координатных нейронов является своеобразным прорывом в этой области научного знания. Несомненно, эти открытия  найдут применение и в медицинской практике, хотя вероятно это произойдет не скоро.

Источники:

http://www.nytimes.com/2014/10/07/science/nobel-prize-medicine.html