Крысиный GPS, революция в освещении и супермикроскоп

Наука и технологии
Нобелевские премии
«Эксперт» №42 (919) 13 октября 2014
Нобелевские естественнонаучные премии 2014 года будут вручены за вполне прикладные достижения либо открытия, имеющие очевидный практический выход
Крысиный GPS, революция в освещении и супермикроскоп

Шведская королевская академия наук при выборе нобелевских лауреатов 2014 года попыталась в максимальной степени приблизиться к духу и букве завещания Альфреда Нобеля. Тот, как известно, настойчиво рекомендовал награждать премией тех исследователей, чьи изобретения обладают значительной практической направленностью.

Показателен в данной связи комментарий одного из крупнейших физиков-теоретиков мира, нобелевского лауреата 2004 года американца Дэвида Гросса. Он признал, что испытывает большое удовлетворение от того, что «в последние годы Нобелевский комитет наконец достиг грамотного баланса между присуждением премий за фундаментальные научные открытия и чисто прикладные исследования. С завидной регулярностью, примерно каждые пять-шесть лет, наградами отмечаются изобретения, принесшие большую практическую пользу человечеству».

 

Картографы мозга

Нобелевскую премию по физиологии и медицине присудили троим ученым — Джону О’Кифу из Университетского колледжа Лондона и Мей-Бритт и Эдварду Мозер из норвежского Университета науки и технологий в Тронхейме. Их открытия связаны с механизмами ориентации живых существ в пространстве.

В телефонном интервью сразу после объявления Нобелевской премии по физиологии и медицине Джон О’Киф на шутливую реплику, что в изучении мозга нужно быть достаточно терпеливым, ведь с момента открытия прошло 43 года, ответил: «О да, у меня репутация очень терпеливого человека». В 1971 году, когда ученый только высказал свое предположение, что в мозге млекопитающих существуют специальные «клетки места», отвечающие за положение в конкретной точке пространства, к этой идее отнеслись довольно скептически. Но ученый был настойчив.

Откуда мы знаем, где находимся? Как мы находим путь из одного места в другое? Как мы запоминаем эту информацию, чтобы быстро восстановить знакомый маршрут? Задавая эти вопросы, ученые спрашивают и себя, какие механизмы отвечают за это в нашем мозге, как это происходит на клеточном уровне. Попробуйте разобраться в этом, зная, что мозг содержит почти 200 млрд нейронов, каждый из которых обладает 10 тыс. синапсов, связывающих его с другими нейронами.

Впервые о когнитивной карте в мозге заговорил в середине прошлого века известный канадский нейробиолог Эдвард Толмен из Калифорнийского университета в Беркли: «В процессе обучения в мозге крысы образуется нечто подобное карте окружающей среды. Поступающие стимулы перерабатываются в центральной диспетчерской в предполагаемую когнитивную карту... Эта карта, указывая маршруты, пути и взаимосвязь элементов окружающей среды, окончательно определяет, какими будут ответные реакции...» Ученый проводил много экспериментов с крысами, но на тот момент у него не было убедительных доказательств, как это происходит в мозге на клеточном уровне.

Джон О’Киф стал развивать идею Толмена о когнитивной карте. И предположил, что «карта» находится в гиппокампе. Его эксперименты показывали, что определенные нейроны в гиппокампе активизировались, когда крыса находилась в определенном месте.