廖俊智院長分享,莫澤教授在研究移動中老鼠腦神經細胞放電的過程中,發現某些神經元在多個位置放電,且這些位置呈現出完美的六角形排列,他進一步透過系統性觀察及理論驗證加以釐清,並排除其為儀器產生的假象,奠定腦神經地圖研究的重要基礎,開創神經科學的新領域。莫澤教授不只有創新的發現,更在於持續嚴謹的研究,進而推進對大腦運作的理解。
莫澤教授為首位發現並證明「網格細胞」(grid cells)的科學家,並揭示這些神經元在大腦中扮演人體GPS,幫助我們如何知道自己身在何處、判斷方向。他與梅.布里特.莫澤(May-Britt Moser)及約翰.奧基夫(John O'Keefe)進一步發現,大腦透過網格細胞與位置細胞(place cells)的合作,建立一張內在的空間地圖—位置細胞告訴我們「我在這個位置的經驗」,而網格細胞提供位置座標和距離,兩者協同工作,讓精準導航成為可能。這項開創性的研究,讓科學界對大腦感知空間與心靈活動的理解,由傳統心理學邁向神經迴路與動態學的分析,並直接造成近代計算神經科學對認真活動研究的高速發展,因而榮獲諾貝爾生醫獎。
「不用地圖,我們怎麼知道自己在哪裡、要往哪裡走?」莫澤教授於演講中指出,知道自己在哪裡、該往哪裡走,是生物早期演化中最關鍵的生存能力之一,對覓食、躲避天敵,甚至繁衍後代都至關重要。
在哺乳類大腦的內嗅皮質中,有一些專門負責位置編碼的神經元,其中網格細胞尤為特殊,它們只會在動物或人類位於特定位置時才會變得活躍。有趣的是,如果把所有的這些位置在地圖上標出來,發現它們排列成規則的六角形網格,就像在大腦鋪設一張隱形的坐標網。不同網格細胞的覆蓋範圍各異,有的密集、有的稀疏,互相交錯排列,使大腦能靈活地測量距離與方向。它們與其他位置細胞一起,形成不斷更新的「動態地圖」,就像大腦的GPS。即使環境變化或線索不完整,大腦仍能穩定感知空間。
除了空間編碼,莫澤教授也分享時間在大腦中的運作方式。研究顯示,內嗅皮質的神經元會協同工作,幫助大腦分辨事件先後順序,把經歷切成一個個「時間片段」,方便我們記住和回想事情。更重要的是,空間與時間的編碼在大腦中緊密結合,讓我們不僅知道自己在哪裡,還能記住事情發生的先後順序。這套系統是大腦導航與記憶的核心,一旦受損,就會影響方向感和記憶,阿茲海默症便是典型的例子。
莫澤教授進一步指出,大腦的內在空間地圖早在動物出生早期就已存在,即使感官尚未發育完全,大腦也能建立基本的空間認知,顯示人類的空間認知可能有先天基礎,為「先天與後天」之爭提供新的神經科學證據。在醫學應用方面,他強調內嗅皮質為阿茲海默症早期病變的重要區域,研究此腦區有望協助早期診斷與治療神經退化疾病。
「臺灣橋梁計畫」由中研院攜手國內11所國內學研機構,與世界和平基金會(International Peace Foundation)共同推動,致力促進臺灣與全球頂尖學者的深度交流。自2025年11月起,中研院將於1年間陸續邀請10多位諾貝爾獎得主,橫跨和平、物理、化學、生醫與文學等領域,展現中研院持續深化國際學術合作、拓展前瞻研究視野的努力。
4月7日中研院亦將邀請2002年諾貝爾化學獎得主,庫爾特.維斯里契 (Kurt Wüthrich) 教授,帶來「生命分子、人工智慧與人類健康 (The molecules of life, AI and human health)」演講,歡迎踴躍報名參加。
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