Moser夫妇因为发现了大脑中的空间定位系统获得今年的诺贝尔生物和医学奖。他们是世界历史上第5对获得诺贝尔奖的夫妻搭档，也是挪威历史上第一次获得诺贝尔生理医学奖的挪威科学家。值得关注的是，Moser夫妇获奖的背后，也有中国夫妇的一臂之力。他们就是与Moser夫妇在科研上已经合作了五六年的张生家和叶菁。

张生家和叶菁博士分别从德国海德堡大学获得神经生物学和在德国癌症研究中心获得分子和细胞生物学博士学位。自2008年起，他们夫妇二人就师从Moser夫妇从事体内电生理方面的博士后工作，并负责筹建Kavli研究所的第一个分子生物学实验室。

张生家介绍说，2008年他和夫人叶菁博士受Moser夫妇邀请，负责筹建他们研究中心的第一个分子生物学实验室。当时组建了一个四人团队，包括两名本科毕业于北京大学的博士研究生，并计划筹建一个全新的分子生物学和传统电生理相结合的研究平台，试图解决各类空间定位细胞之间的关系。他们的这个团队首次将光遗传学引入到经典的体内电生理学，主要通过反向病毒标记法来标记两个不同功能的区域，来解析传统电生理学无法解析的两个空间位置图谱之间的关联。

解决如何将光学遗传学和传统电生理学相结合这一大难题用了将近4年的时间。起初，用常规的电极来稳定记录自由移动的动物脑内所发出的放电信号具有相当的难度，当他们将光导纤维与电极合成为一体来记录电信号时，难度更是加剧，这也是我们当时所面临的最大挑战。所以我们花了很多时间在手术植入电极，光导纤维导入，信号收集记录方面。接着就是如何将光学遗传学、体内电信号记录及神经元细胞特异性遗传标记有机结合起来。他们首次利用检测激活光敏感通道－2（ChR2）产生的放电延迟时间来确定海马和内嗅皮层直接和间接的投射关系。可以说，他们的工作进一步地证明了这次获奖的John O'Keefe发现的位置细胞的主要信号来源于Moser夫妇发现的网格细胞，也拓展和丰富了计算神经的单一理论模型。这项工作以14页的增强版研究论文发表在Science杂志上，并被评为2013神经科学领域年度最佳的两篇研究论文之一。张生家说，他们所建立的光学遗传学和体内电生理相结合的方法也为今后在分子层面上区解析神经环路提供了一个可靠的平台。

在Moser夫妇实验室工作多年，张生家对Moser夫妇获奖并不感到惊讶。他说，挪威在其他科学领域里虽然并不很强，但是在神经科学领域却是非常突出。挪威高福利的环境，比较能让人静下心来做些原创性的工作，也不用为科研经费发愁。

Moser夫妇首先在挪威Oslo大学Per Andersen教授的实验室完成电生理和神经解剖方面的博士论文研究，继而在英国爱丁堡大学Richard Morris教授实验室和UCL大学John O'Keefe教授实验室完成了博士后研究工作。所有这些技术训练和研究积累，为他们之后的科学发现和今年荣获诺奖奠定了可贵的基础。

1996年，Moser夫妇在挪威科技大学组建了他们自己的实验室。实验室成立的头六年中，他们的经费也不宽裕，实验室的空间比较紧张，大部分的实验室都临时建在地下室。2002年，他们从挪威政府争取到了10年稳定资助，这才为他们发掘原创性的重大科学问题，提供了强有力的经济保障。

当时，他们就对位置细胞是如何起源和计算方位这一问题产生了浓厚的兴趣。于是，他们做了一个非常著名的实验，就是用传统的Pharmacological Lesion （药物损毁）让海马的中的一个亚区CA3失活，看能否记录到与之有直接联系的另一个亚区CA1的位置细胞的位置性激活。令他们惊讶的是，切断海马的CA3亚区之后，他们还能在海马CA1亚区记录到位置细胞。这个有趣的发现，让他们想到CA1位置细胞可能起源于海马以外的相临区域。

由于他们熟悉Per Andersen海马——内嗅层的Tri－Synaptic Pathway的理论，所以他们决定寻找存在于海马以外的空间定位细胞。因为内嗅皮层和位置细胞最丰富的CA1亚区有直接的投射关系，他们决定将电极首先植入内嗅皮层。经过多年的尝试，他们有幸记录到了另一类特殊的多点放电的位置细胞。他们开始不太相信这一奇妙的结果，总以为是系统噪音造成的。但是经过多次反复实验，最终确认了这是一类新型的空间定位细胞。这一结果发表在2004年的科学杂志上。但当时他们并没有对这一特定的放电模式进行精细的计算分析，也没有联想到这是一种有规律的网格细胞。

当他们的工作以大字报形式报告在2004年的神经科学年会时，正好被Johns Hopkins大学的计算神经学家Skaggs博士看到。他发现这一放电模式很特别，建议Moser夫妇看看此类细胞的放电位置是否形成正六边形的放电布阵。Moser夫妇回来后，系统地分析了他们所有的原始数据，进而首次提出用网格细胞来命名这个奇特的新型细胞。在发现位置细胞31年以后，Moser教授夫妇于2005年在Nature杂志上系统报道了另一类重要的空间定位细胞，即网格细胞，包括网格大小，网格间距和网格朝向，确立了网格细胞的存在和特异性。

现今世界上大部分研究大脑空间定位系统的科学家们大都将电极植入内嗅皮层太靠近或者太远离海马体的区间层，成而找不到理想的细胞。正所谓差之毫厘，失之千里。就是因为Moser夫妇的敢于挑战，将电极植入了内嗅皮层的一个很难以抵达到的区间层，他们才找到了网格细胞。正如买房子一样，选对了一个很好的区域，你才能发掘到独特的大金矿。

正如这次诺贝尔委员会在介绍这次生理学或医学奖的获奖原因时提到，弄清楚空间定位系统分子机制将对开发治疗老年痴呆症的药物有前驱性的帮助。Moser夫妇今后的工作也将会用到网络基因治疗手段，来试图修复、延缓或阻止那些即将要死去的网格细胞，这应该是一种全新的治疗方法。

在张生家眼里，作为科学大师，Moser夫妇在工作方面非常严谨，他们有着非常系统的分工，同时又密切合作。May－Britt管理实验室的具体运转，Edvard主要专注于科学问题的提炼方面，但他们又经常交换意见和互换角色。他们非常有战略眼光，在光学遗传学兴起以来，他们很快就决定将光学遗传学相关技术引入到传统电生理学。同时他们还非常勤奋，即使在挪威这种高福利高享受的国度，他们依然坚持周末都至少一天加班。

接下来，张生家准备回到清华大学继续他们的神经科学研究。他希望借助从Moser夫妇那里所学到的在体电生理技术，结合多年的在分子生物学方面的研究经验，再通过清华大学超强的完整的现代分子学平台，将专注于主要从分子层面上揭示空间定位系统的分子机制和遗传基础。

（环球医学编辑：吴星）