尋找腦中的地圖

時間一晃30年就過去了，到世紀之交的時候，在O'Keefe開創的這個領域，他以及後來的其他神經科學家們已經有了相當可觀的成果。然而，要拿這些研究成果來透徹解釋空間認知或記憶功能，還顯得遠遠不足。我們手上的這張地圖仍然顯得有些粗糙——從比例尺到具體的道路，都還沒有詳細標示出來。而另一個更大的問題則跟地圖的信息來源有關：海馬體本身並不是腦中直接處理感覺信號的區域，而且也有實驗證明，它的對外聯繫很多需要經由跟它直接相鄰的內嗅皮質來實現。那麼，海馬體位置細胞的信息跟從內嗅皮質得到的信號到底是什麼關係呢？——我們雖然找到了地圖，但這張地圖到底是怎麼畫出來的，卻仍然沒怎麼弄明白。

像三十多年前一樣，科學家們關於這件事，又有著各種不同的猜想。大多數人認為，內嗅皮質的信號比較原始，本身並不包含什麼位置信息；位置細胞的信息都是海馬體自己產生的，是海馬體中某些區域的神經細胞接收了內嗅皮質的信號之後運算出來的結果。也有少數人認為，內嗅皮質的信號其實已經經過了相當程度的加工，並非那麼原始；相對應的，位置細胞的信息也不全是海馬體「自產自銷」。雙方都缺乏有力的生理學證據。主張「自產自銷」的科學家們雖然在海馬體中找到了負責接收內嗅皮質傳來的大部分信息的特定區域（所以人數也相對更多），但還沒有證明這個區域就是位置細胞信息的真正來源；而主張外來信號的科學家更沒找到海馬體之外可能的信號來源來支持自己的想法。

May-Britt Moser和Edvard I. Moser這對夫婦就是試圖解決這個問題的眾多科學家中的兩位。他們在攻讀博士期間就已經開始接觸海馬體，到挪威科技大學任教之後就加入到位置細胞信息來源的探索之中。為了確定探索的方向，他們首先設計了一個實驗——事後看來，這個決定實在是相當重要——用藥物以及手術的方式把先前大家在海馬體中發現的、接受大部分信號的部分破壞掉，斷開它們與海馬體中包括位置細胞在內的其他部分的連接，然後觀察位置細胞是否還能正常工作。結果表明，雖然大鼠記憶位置的能力發生了障礙，但位置細胞本身辨識位置的活動並沒有受到多少影響[11]。雖然這一結論無法完全否定當時大多數人接受的「自產自銷」假說（位置細胞仍然有可能通過其他途徑獲得原始信號，並自行計算處理產生信息），但仍然是一個不小的挑戰。也正是基於這個結論，Moser夫婦開始在海馬體以外尋找位置細胞信息可能的來源。當他們測量內嗅皮質不同位置的信號時，發現了一種候選對象。

Moser夫婦在內嗅皮質中發現的細胞之所以說是候選對象，是因為其活動也跟大鼠的所在位置有關，但它們跟海馬體中的位置細胞有一個重要的區別：位置細胞通常對應的實際區域只有一塊，少數會對應兩塊；但內嗅皮質中的「位置細胞」則往往有好多塊對應區域，四塊、五塊都不稀罕。但不管怎樣，這一結果在2004年發表之後，可以確定的是，內嗅皮質中的這些細胞也包含了一定的位置信息。這就意味著外來信號的猜想很可能是正確的，海馬體中位置細胞獲得的很可能是已經經過一定加工處理的信息[12]。

本來，這似乎就足夠回答先前提出的問題了，但是，Moser夫婦接下來的實驗發現了一件更有趣的事情。