2014年的諾貝爾生理或醫學獎頒給約翰·奧基夫博士，梅-布裡特·莫澤和愛德華·莫澤博士夫婦，以表彰他們在大腦中發現了一種可以定位和導航的神經細胞。這是大腦科學領域重大的基礎性突破。
在人類對所處環境進行認知、記憶以及導航的過程中，需要對地理位置有一定的感覺。這種感覺需要多個信息感知模塊共同作用，運動執行力和記憶能力組合在一起才能真正起作用，可以說導航能力是大腦最複雜的功能之一。
2014年度獲獎者的探索，顯著地改變了我們對大腦神經網絡運行基本認知功能的理解。約翰·奧基夫在海馬區發現了提示定位的位置細胞，並證明了大腦的空間記憶能力；梅-布裡特·莫澤和愛德華·莫澤則在內嗅皮層發現了能協同導航的網格細胞。兩種細胞連接而成的神經網絡，對於計算空間映射和執行導航任務都至關重要。
一個「問題」，困擾了哲學家和科學家好幾個世紀
大腦功能問題，已經困擾了哲學家和科學家很長時間。18世紀，德國哲學家伊曼努爾·康德(1724—1804)堅信，一些心智能力獨立於經驗自然存在，他堅信，對空間的感知是一種天賦。
美國經驗派心理學家愛德華·託爾曼則認為，大腦中有一種地圖狀的空間再現，1948年，他提出，動物可能在空間和事件之間能形成經驗性聯繫，加之對環境探索進而形成認知地圖。
行為學家中普遍流行的觀點認為，通過感覺—行動的相互作用，動物能獲得複雜行為能力。託爾曼的理論對此提出了質疑，但未能指出在大腦中這些功能究竟源於何處，以及大腦如何計算這些複雜行為。
1958年，斯坦姆沃瑟採用了長期植入微型導線的方法，能從自由運動的動物大腦中記錄細胞行為，如此，才使得解決上述問題成為可能。
給動物「自由」，奧基夫發現了興奮的「位置細胞」
擁有生理心理學學術背景的約翰·奧基夫，曾在加拿大麥吉爾大學工作，此後轉戰倫敦派克裡特牆大學，從上世紀60年代後期開始研究動物行為。1971年，他與達斯卓沃斯基一起，在限定空間裡能自由活動的老鼠大腦海馬區背緣，發現了位置細胞。
在以往的任何大腦細胞觀察中，位置細胞的興奮從未被發現過！當老鼠經過所處環境中的特殊位置時，一些獨特的位置細胞異常興奮。通過系統地變換環境和測試不同理論可能性，奧基夫最終證明了，位置細胞的放電現象對環境呈現出一種複雜的「格式塔」現象，即位置細胞功能研究本身完全能作為獨立體系值得深入探索。
不同的位置細胞會在不同的位置表現出興奮狀態，這些狀態組合起來生成一個內置神經地圖，即空間感。他還發現，在不同時間和不同環境下，位置細胞的興奮點能形成一個多層次的複合地圖。認知地圖理論在大腦中得以呈現。
合理記錄動物自由活動的技術得以發展是奧基夫實驗的先決條件。當時絕大多數研究者使用的方法，是對動物行為進行限制性測試，或採用嚴格的刺激—反應模式。相反，奧基夫在自然行為狀態下記錄細胞反應，由此可觀察到代表空間感的獨特神經反應。
在1978—1987年的工作中，奧基夫的實驗證實位置細胞具有記憶功能。很多位置細胞在不同環境中有同步重置行為，這種行為通過學習獲得，一旦設定，可以穩定地持續一段時間。
最初，海馬區參與空間導航的觀點受到一些質疑，但是，位置細胞的發現，以及一系列一絲不苟的實證研究，都證明了海馬區包含內置地圖並可存儲環境信息。奧基夫的發現激發了一大批實驗和理論工作，多數針對位置細胞如何生成空間信息和完成空間記憶過程。
走出「海馬區」，莫澤夫婦發現內嗅皮層「網格細胞」
從1980年到1990年，主流理論認為，空間位置的認知功能僅源自海馬區。挪威科學家梅-布裡特·莫澤和愛德華·莫澤夫婦也曾經主攻於此，他們在挪威首都奧斯陸完成博士學位，此後都作為訪問學者來到艾丁伯格學習，還師從過在倫敦的約翰·奧基夫。
與前輩不同的是，他們很想知道海馬區以外的地方，是否也能讓位置細胞興奮起來。
在老鼠大腦背緣有一個內嗅皮層結構，它是海馬區信息的輸入端，也恰好延伸到了海馬區背緣——正是在這裡奧基夫發現了位置細胞。2005年，莫澤夫婦讓動物在更大的空間中自由活動時，竟發現了一種新的細胞類型——網格細胞，這類細胞擁有不同尋常的特性。
網格細胞顯示令人驚訝的放電模式。在開放空間中多個地點呈現出的神經興奮點形成一個個與蜂巢類似的六邊形網格結構。六邊形放電模式能夠覆蓋所處空間的每一個點。這相當於地圖中由經緯線組成的網格。在大腦細胞中的網格模式還從未被發現過！
莫澤夫婦還陸續發現，六邊形網格區域的大小會有所變化；網格的形成來自複雜的網絡活動；網格細胞是導航和路徑整合系統的一部分；網格系統能測量運動距離，能為海馬區空間地圖增加衡量尺度；網格細胞與「頭部方向細胞」和「邊界細胞」組成網絡，共同作用產生空間認知功能；從幾釐米到幾米的不同空間距離內，網格細胞都能被調動起來；網格細胞與位置細胞在理論模式上的聯繫、病變實驗以及地圖重置實驗等。
莫澤夫婦的系列發現成果，為人類進一步解開大腦空間導航功能神經機制，開闢了一個嶄新的研究路徑。
人類並不「特殊」，兩種細胞在動物進化中表現很強大
位置細胞和網格細胞在老鼠以外的哺乳動物中也廣泛存在。人類大腦擁有大量海馬內嗅結構，這些結構被認為與空間學習和記憶能力密切相關。一系列研究認為，人類大腦也擁有一個類似的空間編碼系統。
中科院上海生科院神經科學研究所研究員顧勇介紹說，每個位置細胞都會記錄特定的位置信息，最後這些細胞會形成一幅「位置拼圖」，大腦正是這樣完成空間信息的記錄。
有研究者在癲癇病人術前調查時，對大腦神經細胞進行過直接記錄，在海馬區發現了類似位置細胞的細胞，也在內嗅皮層發現了網格功能細胞。運用功能性影像，科學家在2010年還證明了，人類大腦內嗅皮層區域的確存在網格細胞。
哺乳動物海馬內嗅皮層和非哺乳脊椎動物類海馬結構的導航能力具有相似性，這揭示了一點——網格位置細胞系統是脊椎動物進化過程中被保留下來的基礎性系統，功能很強大。
倫敦司機「海馬」大，位置細胞可以重疊存儲空間記憶
位置細胞不僅能對目前所處空間位置進行編碼，還能對剛剛經過的地方以及即將去的地方進行編碼。如果動物在兩個不同環境中快速進行遠程運輸，位置細胞會對位置信息進行重疊存儲。
在記憶被編碼以後，記憶還會進行進一步整合，比如在睡夢中。位置細胞在睡夢中仍然活躍也是一種記憶加固機制，記憶最終被證明存儲在了大腦皮質結構中。
一項研究表明，在沒有實物地圖的情況下，倫敦計程車司機的自我導航能力異常強大，他們的海馬區體積就比其他人的大很多。
對抗「阿爾茨海默」，老年人腦部疾病有望解決
大腦疾病是目前導致人類疾病的重要病因。到目前為止，我們還沒找到有效方法來預防和治療大多數的腦部疾病。
在諸如阿爾茨海默老年痴呆症等大腦疾病中，記憶能力會受到影響。空間記憶的神經學機制研究顯得非常重要，位置細胞和網格細胞的發現，是通往解決之道的一個重要飛躍。
奧基夫在老鼠阿爾茨海默疾病模式下，證明了空間位置的能力弱化與動物空間記憶惡化有關。目前研究結果還未轉化成臨床研究和實踐，但海馬構造被認為是能影響阿爾茨海默疾病的第一個功能區域。
總之，三位科學家對位置細胞和網格細胞的發現，展現了一個典型的範式轉換，即特殊的細胞組合工作能形成更高級的認知功能。這些發現極大地促進了對包括人類在內的哺乳動物大腦研究。人類大腦如何運行定位系統的研究已經呈現出一個嶄新的圖景。
也有科學家稱，深層機理尚未闡明
不過，也有專家抱謹慎態度。中科院院士、復旦大學神經生物學研究所所長楊雄裡說，老年痴呆症可能涉及海馬區和內嗅皮層，與本次獲獎成果很可能有關聯。但他表示，老年痴呆症涉及的主要是大腦的前額葉皮層，因而該成果不一定會對老年痴呆症的治療產生重大推動。
該獎的發布，讓中國科學院生物物理研究所研究員、腦與認知科學國家重點實驗室副主任卓彥感覺出乎意料。「認知科學中很多與各種知覺相關的研究都有可能獲得提名。」他說，「但我對大腦定位細胞研究並不了解，沒想到會受到這樣的重視。」
科學界裡甚至產生了分歧。神經科學家認為，該成果尚欠火候，三位獲獎者還沒有把深層機理解釋清楚，比如位置細胞與網格細胞之間的信息傳遞方式、空間定位的原理等都有待闡明。
但也有科學家認為，「大腦導航」已經逐步形成體系，儘管不如有些成果璀璨耀眼，但也名副其實，並已得到世界認可。
對於爭議，微信知名科學公眾號「賽先生」發文稱，應有科學精神。