2014年诺贝尔生理医学奖获得者科研方法初探

诺贝尔奖获得者的科学研究方法与思路科学研究是人类社会进步的引擎，而诺贝尔奖则是科学界的最高荣誉。

诺贝尔奖获得者们以其杰出的贡献和创新性研究方法在各自的领域取得了成功。

在本文中，我们将探讨一些诺贝尔奖获得者常用的科学研究方法和思路。

一、坚持创新思维诺贝尔奖获得者们的研究方法中最显著的一个特点就是坚持创新思维。

无论是在医学、物理还是化学领域，他们都试图找到以往未被发现或未被充分研究的问题，并提出全新的解决方案。

他们敢于挑战传统观念，冒险尝试新的理论和实验，从而推动了学科的进步。

二、跨领域合作诺贝尔奖获得者们通常倾向于与其他领域的科学家合作，以达到更深层次的研究成果。

他们深刻理解到，只有与不同专业的科学家合作，才能将多个学科的知识融合在一起，从而攻克更为复杂的问题。

通过跨领域合作，他们打破了学科间的壁垒，开创了新的研究方向。

三、注重基础研究诺贝尔奖获得者们在科学研究中注重基础研究的重要性。

他们深刻理解到，只有对基础科学问题进行深入的研究，才能够有更广泛的应用和更具有创造性的发现。

他们从最基础的原理出发，通过不断的实验和观察，逐渐解开了自然界的奥秘。

四、长期坚持诺贝尔奖获得者们通常是长期坚持在某个领域进行研究的。

他们对自己所从事的领域有着深厚的兴趣和执着的热爱，经过多年的努力和探索，才能有所突破。

他们的研究耗时费力，但正是这份坚持使他们能够创造出震撼世界的发现。

五、强调实验验证诺贝尔奖获得者们非常重视实验验证的结果。

他们通过实验数据来支撑自己的理论，通过实验结果来验证自己的科学研究成果。

他们严谨而细致的实验态度，使得他们的研究成果更加可靠和有说服力。

六、认真分析数据诺贝尔奖获得者们对实验数据的分析非常认真。

他们深入研究和理解实验结果的背后含义，通过对数据的分析，推断出新的科学规律和信息。

他们的严谨态度使得他们的研究更加全面和深入。

七、不畏失败诺贝尔奖获得者们在科学研究中也经历了一系列的失败和挫折。

然而，他们并不因此而气馁，反而从失败中吸取经验教训，并不断改进自己的研究方法。

The Nobel Assembly at Karolinska Institutet has today decided to awardThe 2014 Nobel Prize in Physiology or Medicine with one half to John O´Keefeand the other half jointly to May-Britt Moser and Edvard I. Moserfor their discoveries of cells that constitute a positioning system in the brainHow do we know where we are? How can we find the way from one place to another? And how can we store this information in such a way that we can immediately find the way the next time we trace the same path? Thi s year´s Nobel Laureates have discovered a positioning system, an “inner GPS” in the brain that makes it possible to orient ourselves in space, demonstrating a cellular basis for higher cognitive function.In 1971, John O´Keefe discovered the first component of this positioning system. He found that a type of nerve cell in an area of the brain called the hippocampus that was always activated when a rat was at a certain place in a room. Other nerve cells were activated when the rat was at other places. O´Kee fe concluded that these “place cells” formed a map of the room.More than three decades later, in 2005, May-Britt and Edvard Moser discovered another key component of the brain’s positioning system. They identified another type of nerve cell, which they ca lled “grid cells”, that generate a coordinate system and allow for precise positioning and pathfinding. Their subsequent research showed how place and grid cells make it possible to determine position and to navigate.The discoveries of John O´Keefe, May-Britt Moser and Edvard Moser have solved a problem that has occupied philosophers and scientists for centuries –how does the brain create a map of the space surrounding us and how can we navigate our way through a complex environment?How do we experience our environment?The sense of place and the ability to navigate are fundamental to our existence. The sense of place gives a perception of position in the environment. During navigation, it is interlinked with a sense of distance that is based on motion and knowledge of previous positions.Questions about place and navigation have engaged philosophers and scientists for a long time. More than 200 years ago, the German philosopher Immanuel Kant argued that some mental abilities exist as a priori knowledge, independent of experience. He considered the concept of space as an inbuilt principle of the mind, one through which the world is and must be perceived. With the advent of behavioural psychology in the mid-20th century, these questions could be addressed experimentally. When Edward Tolman examined rats moving through labyrinths, he found that they could learn how to navigate, and proposed that a “cognitive map” formed in the brain allowed them to find their way. But questions still lingered - how would such a map be represented in the brain? John O´Keefe and the place in spaceJohn O´Keefe was fascinated by the problem of how the brain controls behaviour and decided, in the late 1960s, to attack this question with neurophysiological methods. When recording signals from individual nerve cells in a part of the brain called the hippocampus, in rats moving freely in a room, O’Keefe discovered that certain nerve cells were activated when the animal assumed a particular place in the environment (Figure 1). He could demonstrate that these “place cells” were not merely registering visual input, but were building up an inner map of the environment. O’Keefe concluded that the hippocampus generates numerous maps, represented by the collective activity of place cells that are activated in different environments. Therefore, the memory of an environment can be stored as a specific combination of place cell activities in the hippocampus.May-Britt and Edvard Moser find the coordinatesMay-Britt and Edvard Moser were mapping the connections to the hippocampus in rats moving in aroom when they discovered an astonishing pattern of activity in a nearby part of the brain called the entorhinal cortex. Here, certain cells were activated when the rat passed multiple locations arranged in a hexagonal grid (Figure 2). Each of these cells was activated in a unique spatial pattern and collectively these “grid cells” constitute a coordinate system that allows for spatial navigation. Together with other cells of the entorhinal cortex that recognize the direction of the head and the border of the room, they form circuits with the place cells in the hippocampus. This circuitry constitutes a comprehensive positioning system, an inner GPS, in the brain (Figure 3).A place for maps in the human brainRecent investigations with brain imaging techniques, as well as studies of patients undergoing neurosurgery, have provided evidence that place and grid cells exist also in humans. In patients with Alzheimer´s disease, the hippocampus and entorhinal cortex are frequently affected at an early stage, and these individuals often lose their way and cannot recognize the environment. Knowledge about the brain´s positioning system may, therefore, help us understand the mechanism underpinning the devastating spatial memory loss that affects people with this disease.The discovery of the brain’s positioning system represents a paradigm shift in our understanding of how ensembles of specialized cells work together to execute higher cognitive functions. It has opened new avenues for understanding other cognitive processes, such as memory, thinking and planning.Key publications:O'Keefe, J., and Dostrovsky, J. (1971). The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely‐moving rat. Brain Research 34, 171-175.O´Keefe, J. (1976). Place units in the hippocampus of the freely moving rat. Experimental Neurology 51, 78-109.Fyhn, M., Molden, S., Witter, M.P., Moser, E.I., Moser, M.B. (2004) Spatial representation in the entorhinal cortex. Science 305, 1258-1264.Hafting, T., Fyhn, M., Molden, S., Moser, M.B., and Moser, E.I. (2005). Microstructure of spatial map in the entorhinal cortex. Nature 436, 801-806.Sargolini, F., Fyhn, M., Hafting, T., McNaughton, B.L., Witter, M.P., Moser, M.B., and Moser, E.I. (2006). Conjunctive representation of position, direction, and velocity in the entorhinal cortex. Science 312, 758-762.获奖人简介：John O’Keefe was born in 1939 in New York City, USA, and holds both American and British citizenships. He received his doctoral degree in physiological psychology from McGill University, Canada in 1967. After that, he moved to England for postdoctoral training at University College London. He has remained at University College and was appointed Professor of Cognitive Neuroscience in 1987. John O´Keefe is currently Director of the Sainsbury Wellcome Centre in Neural Circuits and Behaviour at University College London.May-Britt Moser was born in Fosnavåg, Norway in 1963 and is a Norwegian citizen. She studied psychology at the University of Oslo together with her future husband and co-Laureate Edvard Moser. She received her Ph.D. in neurophysiology in 1995. She was a postdoctoral fellow at the University of Edinburgh and subsequently a visiting scientist at University College London before moving to the Norwegian University of Science and Technology in Trondheim in 1996. May-Britt Moser was appointed Professor of Neuroscience in 2000 and is currently Director of the Centre for Neural Computation in Trondheim.Edvard I. Moser was born in born 1962 in Ålesund, Norway and has Norwegian citizenship. He obtained his Ph.D. in neurophysiology from the University of Oslo in 1995. He was a postdoctoral fellow together with his wife and co‐Laureate May‐Britt Moser, first at the University of Edinburgh and later a visiting scientist in John O´Keefe´s laboratory in London. In 1996 they moved to the Norwegian University of Science and Technology in Trondheim, where Edvard Moser became Professor in 1998. He is currently Director of the Kavli Institute for Systems Neuroscience in Trondheim.。

人脑中的GPS——解读2014年诺贝尔生理学或医学奖瑞典卡罗林斯卡研究院诺贝尔奖评选委员会10月6日宣布，今年的诺贝尔生理学或医学奖授予英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫（John O’Keefe）、挪威科技大学教授梅·布里特·莫泽（May-Britt Moser）和其丈夫爱德华·莫泽（Edvard I. Moser），因为他们发现了负责大脑定位系统的细胞，由这些细胞组成的系统就是“大脑中的GPS”。

“我们如何知道我们身处何方？我们怎么找到从一个地方到另一个地方的路径？我们如何存储这些信息，从而能够在下一次立即找到这条路？”3位获奖科学家的研究解释了这些问题，人类大脑中一个内置的定位系统可以为人们导航和定位。

奥基夫和位置细胞约翰·奥基夫的贡献在于，他最早发现了动物和人类大脑中的位置细胞，这种位置细胞是构成大脑定位系统的关键细胞之一。

起初，奥基夫被大脑如何控制行为的机理深深吸引。

1960年末，他决定采用神经生理的方法对这一问题进行研究。

奥基夫在博士和博士后的研究中掌握了一些必须技术，如熟练记录动物单个神经元电活动，因此他可以对在盒子或房间内自由跑动的小鼠大脑进行观察。

1971年，奥基夫在记录小鼠大脑内海马体单个神经细胞信号的过程中注意到，当小鼠位于房间内某一特定位置时，一部分神经细胞会被激活。

但当小鼠在房间内的其他位置时，另外一些细胞显示呈激活状态。

例如，小鼠在到达一扇门和一堵墙时，有不同的神经细胞激活。

奥基夫分析认为，这些被激活的细胞就是小鼠感知自身位置的位置细胞，这些位置细胞并非只是简单地接收视觉信息，而是在构建小鼠辨识自己所在房间的“大脑地图”。

同时，海马体会根据不同的环境产生大量的地图，动物处于不同环境时这些地图由大量神经细胞共同作用而形成。

因此，生物体对环境的记忆可以用海马体中神经细胞特定激活组合的方式来进行存储。

此外，基于对小鼠的实验发现，奥基夫和美国亚利桑那大学的神经科学家纳达尔（Lynn Nadel）共同撰写了一本专著《海马是一个认知地图》，详细描述了大脑中的海马是如何帮助动物和人定位的，其本质就是——海马是大脑中一种内在的定位系统。

2014年诺贝尔奖获得者中英文介绍2014年诺贝尔奖获得者名单诺贝尔生理学或医学奖：颁奖日期：10月6日获奖者３：【美&英】科学家约翰·奥基夫、【挪威】科学家梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽夫妇俩获奖理由：发现了大脑中的“内置GPS”——定位和导航系统，从而解答了“我们如何得知我们在哪里”“我们怎样找到路径从一个地点到达另一个地点”以及“我们如何储存这些信息，从而下次需要寻找相同路径时可以立刻获得它们”这几个问题。

这是大脑科学领域重大的基础性突破。

颁奖词节选：“为了解记忆、思维和计划等大脑认知功能拓展了新的空间”诺贝尔物理学奖：颁奖日期：10月7日获奖者３：【日】科学家赤崎勇、【日】天野浩和、【美籍日裔】中村修二获奖理由：表彰他们发明蓝色发光二极管（LED），并因此带来新型的节能光源。

颁奖词节选：“白炽灯照亮20世纪，而ＬＥＤ灯将照亮21世纪”诺贝尔化学奖：颁奖日期：10月8日获奖者３：物理学家：【美】艾力克·贝齐格、【美】W·E·莫纳、【德】斯特凡·W·赫尔获奖理由：表彰他们对于发展超分辨率荧光显微镜做出的卓越贡献。

他们的突破性工作使光学显微技术进入了纳米尺度，从而使科学家们能够观察到活细胞中不同分子在纳米尺度上的运动。

颁奖词节选：“为复杂化学系统创立了多尺度模型”诺贝尔文学奖：颁奖日期：10月9日获奖者１：【法】作家帕特里克·莫迪亚诺代表作：《暗店街》、《八月的星期天》、《青春咖啡馆》、《拉孔布·吕西安》等。

颁奖词节选：“用回忆的艺术唤起了最难以触摸的人类之命运，揭示了作家这项职业的生命世界”诺贝尔和平奖：颁奖日期：10月10日获奖者２：【印度】遗传学家斯瓦米纳坦、【巴基斯坦】人权活动家马拉拉·优素福颁奖词节选：“反抗针对儿童和年轻人的压迫，捍卫了儿童受教育的权利”诺贝尔经济学奖：颁奖日期：10月13日获奖者１：【法】经济学大师让·梯若尔获奖理由：表彰他对市场力量与调控领域研究的贡献颁奖词节选：“阐明了如何理解和监管由数家公司巨头主导的行业”2014 Nobel Prize in PhysicsThe Nobel Prize in Physics 2014 was awarded jointly to Isamu Akasaki, Hiroshi Amano and Shuji Nakamura"for the invention of efficient blue light-emitting diodes which has enabled bright and energy-saving white light sources".2014 Nobel Prize in ChemistryThe Nobel Prize in Chemistry 2014 was awarded jointly to Eric Betzig,Stefan W. Hell and William E. Moerner"for the development of super-resolved fluorescence microscopy".2014 Nobel Prize in Physiology or MedicineThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 2014 was awarded with one half to John O'Keefe and the other half jointly to May-Britt Moser and Edvard I. Moser "for their discoveries of cells that constitute a positioning system in the brain".2014 Nobel Prize in LiteratureThe Nobel Prize in Literature 2014 was awarded to Patrick Modiano"for the art of memory with which he has evoked themost ungraspable human destinies and uncovered the life-world of the occupation".2014 Nobel Peace PrizeThe Nobel Peace Prize 2014 was awarded jointly to Kailash Satyarthi and Malala Yousafzai "for their struggle against the suppression of children and young people and for the right of all children to education2014 Prize in Economic SciencesThe Sveriges Riksbank Prize in Economic Sciences in Memory of Alfred Nobel 2014 was awarded to Jean Tirole "for his analysis of market power and regulation".。

2014年诺贝尔生理学或医学奖解析来自诺贝尔奖官网的消息，2014年诺贝尔生理学或医学奖得主为：美国科学家约翰·奥基弗（John O’Keefe ）、挪威科学家梅-布里特·莫泽（May-Britt Moser）和挪威科学家爱德华·莫泽（Edvard I. Moser）。

他们因为“发现构成大脑定位系统的细胞”而获奖。

获奖理由1971年，约翰·奥基弗发现，当把一只大鼠放到环境中某个特殊的位置时，其大脑中的特定神经细胞会被激活。

当换到其他位置，会导致其大脑中其他的特定神经细胞被激活。

约翰·奥基弗提出，这些“位置细胞”构建了一个外部环境的内部地图。

这些“位置细胞”位于大脑中海马的位置。

2005年，梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽发现，当大鼠通过某些特定位置时，位于海马附近内嗅皮质的另一些的神经细胞被激活。

这些脑区构成一个六边形网格，每个网格细胞在特定的空间图式中起作用。

这些网格细胞共同构成一个坐标系，便于大鼠在三维空间的活动。

网格细胞与位于嗅皮层用于识别动物头部的方向和房间的边界的细胞，以及位于海马的位置细胞一起，共同形成一个网络系统。

这一回路构成了复杂的空间定位系统，这是一个脑内的GPS系统。

人脑中的这一系统似乎有与大鼠脑中的相似的结构。

获奖解析位置感和导航能力是我们存在的基础。

位置感给出了环境位置感知。

导航是指基于先前位置的认知和运动产生的距离感的互相关联。

哲学家和科学家们就有关位置和导航问题曾经有过长期探讨。

200多年前，德国哲学家康德认为，一些心理能力作为先验性知识独立于经验而存在。

他认为空间概念是心灵内在的一种本能，人们必须通过这种本能才能感知这个世界的存在。

到了20世纪中期，随着行为主义心理学的兴起，这些问题开始通过实验手段来解决。

爱德华·托尔曼通过研究大鼠在迷宫中的运动发现，它们可以学习如何导航，他认为大鼠能通过在大脑形成的“认知地图”而找到出路。

2005年至2014年间获得诺贝尔生理与医学奖中与细胞有关的部分姓名：赵丹阳学号2012013053一、2005年，两位合作多年的澳大利亚科学家巴里·马歇尔与罗宾·沃伦，在发现了幽门螺杆菌及其导致胃炎、胃溃疡与十二指肠溃疡等疾病的机理20多年后，终于收到了一份迟来的“贺礼”，分享了2005年诺贝尔生理学或医学奖。

在马歇尔和沃伦发现这种细菌之前，医学界认为正常胃里细菌是不能存活的。

1979年根据活组织切片检查结果，沃伦发现50%左右的病人的胃腔下半部分附生着许多微小的、弯曲状的细菌。

沃伦的发现引来了同行的质疑，但也引起了马歇尔的极大兴趣，他们决定联合对取自100个病人的活组织切片进行研究。

经过反复试验，马歇尔成功地培育出一种当时尚不为人知晓的细菌-后来被命名为幽门螺杆菌。

基于试验结果，马歇尔和沃伦认为，幽门螺杆菌是导致胃炎、十二指肠溃疡或胃溃疡的关键因素。

发现这种细菌，使胃炎、十二指肠溃疡或胃溃疡的诊断治疗变得及其简单。

目前科学家正在研究幽门螺杆菌与胃癌和一些淋巴肿瘤发病之间的联系。

瑞典罗林斯卡研究院诺贝尔奖委员会的一位成员诺马克评论说，澳大利亚人的细菌致溃疡理论是“完全相左于传统的知识和教条”，因为大多数医生都坚信溃疡源自压力和胃酸。

弗吉尼亚大学医学教授的美国胃肠病学协会主席普拉博士指出，两位获奖者的研究“革新了我们对溃疡性疾病的理解”并且“给千百万人带来了希望”。

二、2007年，两名美国人马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯和一名英国人马丁·埃文斯，获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。

诺贝尔奖评审委员会发布的公报说，三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面有着一系列突破性发现”，为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。

卡佩基和史密斯分别独立地发现了利用两段DNA片段的同源重组可以对哺乳动物基因组进行可控的基因修饰。

1981年埃文斯从小鼠胚胎中成功地分离出未分化的胚胎干细胞，这些细胞是生物体所有细胞的来源。

2014诺贝尔奖·生理学或医学奖揭晓 "师徒三人"摘奖项发布时间：2014-10-07 来源：新华网【字号：小中大】瑞典卡罗琳医学院6日在斯德哥尔摩宣布,将2014年诺贝尔生理学或医学奖授予拥有美国和英国国籍的科学家约翰·奥基夫以及两位挪威科学家梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽,以表彰他们发现大脑定位系统细胞的研究。

诺贝尔生理学或医学奖揭晓拉开了今年“诺贝尔周”的序幕。

未来一周内,物理学奖、化学奖等奖项将陆续揭晓。

约翰·奥基夫1939年出生于美国纽约市，拥有美国和英国国籍。

在1967年，他在加拿大麦吉尔大学获得了生理心理学博士学位。

在这之后，他到英国伦敦大学学院读博士后。

1987年，他留校担任认知神经科学教授。

目前，约翰·奥基夫教授是伦敦大学学院神经回路与行为中心主任。

梅·布里特·莫泽1963年出生于挪威福斯纳沃格，挪威国籍。

她在奥斯陆大学与她后来的丈夫爱德华·莫泽一起学习心理学。

1995年获得神经生理学博士学位。

她是爱丁堡大学的博士后研究员，随后在英国伦敦大学学院做访问学者，然后在1996年到位于特隆赫姆的挪威大学科学与技术学院工作。

2000年，梅·布里特·莫泽被任命为神经科学教授，目前是特隆赫姆神经计算中心的主任。

爱德华·莫泽1962年出生于挪威奥勒松，挪威国籍。

1995年，他在奥斯陆大学获得神经生理学博士学位。

他与妻子梅·布里特·莫泽一起读博士后，起初是在爱丁堡大学，后来在伦敦约翰·奥基夫的实验室中做一名访问学者。

1996年，他们回到挪威大学科学与技术学院，1998年他升为教授。

他目前是特隆赫姆系统神经科学科维理研究所的主任。

得奖理由诺贝尔奖评选委员会在声明中说:“我们如何知道自己在哪里?我们如何从一个地方到另一个地方?我们如何在大脑中储存信息,以便下一次能够找到相同的路径?”他们发现了大脑的定位系统,即“内部的GPS”,从而使人类能够在空间中定位自我。

浅谈2014年诺贝尔生理学或医学奖获得者的科学研究方法及启示摘要】 2014年诺贝尔生理学或医学奖的公布，标志着科学家对人类大脑机能及疾病治疗的研究迈出了重要一步。

三位诺贝尔奖获得者的研究过程中，有许多值得我们学习和借鉴的科学研究方法。

作为中医院校的学生，掌握科学的研究方法，对日后的学习研究大有裨益。

【关键词】 2014年诺贝尔生理学或医学奖科学研究方法启示【中图分类号】R3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2014）28-0292-02一、前言北京时间2014年10月6日，诺贝尔生理学或医学奖公布，英国伦敦大学学院教授John O'Keefe(约翰-奥基夫)、挪威科技大学教授May Britt Moser（梅-布莱特-莫索尔）及丈夫Edvand Moser（爱德华-莫索尔），因发现组成大脑定位系统的细胞群而获得今年诺贝尔生医学奖。

我们在哪里，又要到哪里去？这个看似哲学化的问题，可能很多人都在不经意间想过，往往都停留在了最浅层。

然而又有多少人将其与大脑内的定位系统联系在一起，去发掘人体内在的奥秘？我们每个人都有发现新事物的潜质，然而只有那些善于观察并坚持探索的人，才能感悟到科学的真谛，觅得科学的硕果。

1948年，爱德华·托尔曼提出了“认知地图”的概念，即空间认知过程不是单纯的刺激—反应，而是大脑某些地方可以通过编写地图告诉个体自身位置。

可惜的是，这一假说一直没有得到证实。

1971年，John O Keefe（约翰·奥基夫）在大脑的“海马体”区域发现一种特殊的神经细胞，当实验小鼠在房间内的某一特定位置时其中一部分这样的细胞总是显示激活状态。

而当小鼠在房间内的其他位置时，另外一些细胞则显示激活状态。

奥基夫认为这些是“位置细胞”，它们构成了小鼠对所在房间的地图。

在此基础上，莫泽夫妇于2005年在海马脑区上游的“内嗅皮层”区域发现了“网格细胞”，当小鼠运动不同距离时，特定的神经元会被激活，当内嗅皮层上百万神经元放电情况累计后，小鼠就可以对自己的运动轨迹进行判断。