Belönade för upptäckt av GPS i hjärnan

1971 upptäckte John O’Keefe oväntat en särskild sorts celler i hippocampus hos råttor som aktiveras varje gång råttan återkommer till samma plats i förhållande till omgivningen. När råttan befinner sig på andra positioner aktiveras andra celler. John O’Keefe kom fram till att dessa celler, som han kallade för platsceller, används för att skapa en mental karta av omgivningen, något som till exempel kan förklara hur en råtta kan lära sig att hitta i en labyrint.

Kombinationen av aktivitet i många olika platsceller gör det möjligt att skapa en unik neural karta som representerar en specifik omgivning. John O’Keefe har visat att platscellerna kan spela en roll i skapande av platsminnen genom att lagra aktivitetsmönster från olika omgivningar.

May-Britt Moser och Edvard I Moser, som båda tillbringat en del av sin post-dok-tid på John O’Keefes laboratorium i London, fann långt senare en annan typ av positionsberoende nervceller. Upptäckten, publicerad 2005, rör celler i en struktur som angränsar till hippocampus, entorhinala cortex.

Till skillnad från platscellerna aktiveras dessa celler när råttan befinner sig på olika punkter i rummet. Det speciella är att dessa punkter tillsammans bildar hexagonala mönster. Varje sådan »rutnätscell« aktiveras av ett unikt mönster; till exempel kan avståndet mellan punkterna i rutnätet vara större eller mindre. När information från flera olika celler kombineras ger det exempelvis en uppfattning om avstånd.

– Tillsammans ger rutnätscellerna ett koordinatsystem som delar in omgivningen i latitud och longitud och talar om var vi befinner oss i relation till startpunkten och den punkt då vi ska svänga och därmed möjliggör navigation, sa Nobelförsamlingens sekreterare Göran K Hansson, när pristagarna presenterades.

May-Britt Moser och Edvard I Moser har också visat att rutnätscellerna ingår i nätverk i entorhinala cortex där även celler som registrerar huvudets riktning och rummes gränser ingår. Tillsammans med platscellernas karta integreras all denna information i hippocampus till ett positioneringssystem i hjärnan – hjärnans GPS.

Studierna utfördes på råttor, men senare forskning har visat att båda celltyperna finns även hos fladdermöss och apor. Med avancerad hjärnavbildning och i samband med operationer har man också hittat platsceller och rutnätsceller hos människor. Troligtvis är det ett system som finns hos alla däggdjur, däremot vet man inte i dag om exempelvis fåglar navigerar med liknande system.

Årets pris är ett utpräglat grundforskningspris. Eventuella kliniska implikationer ligger långt fram i tiden. På symtomplanet finns dock en koppling till Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom och andra neurodegenerativa sjukdomar, säger Ole Kiehn, professor i neurovetenskap vid Karolinska institutet.

– Ett av de tidigaste symtomen på Alzheimers sjukdom är att lokalsinnet blir sämre, och det är väl etablerat att entorhinala cortex är ett av de områden som först drabbas av atrofi vid alzheimer.

Mer kunskap om hur hjärnans navigationssystem fungerar kan därför hjälpa förståelsen av den kognitiva svikten hos dessa patienter

Det kanske mest intressanta med upptäckten av hjärnans GPS är enligt Göran K Hansson att den öppnar vägen för att förstå hur nervceller djupt inne i hjärnan samverkar i kognitiva processer som att minnas, tänka, planera och fatta beslut.

– Upptäckterna utgör ett paradigmskifte i förståelsen av hur olika typer av specialiserade nervceller samarbetar i den kognitiva processen.

John O´Keefe, född 1939 i New York City, USA, doktorerade i fysiologisk psykologi vid McGill‐universitetet i Montreal, Kanada 1967, forskade sedan vid University College i London, där han 1987 utnämndes till professor i kognitiv neurovetenskap och är nu chef för Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour vid samma universitet.

May-Britt Moser, född i Fosnavåg i Norge 1963, studerade psykologi vid universitetet i Oslo tillsammans med sin blivande make Edvard I Moser, doktorerade i neurofysiologi 1995 och bedrev postdok-forkning vid universitetet i Edinburgh. Efter en tid som gästforskare vid University College London började paret Moser 1996 bygga upp ett forskningslaboratorium vid Norges Teknisk‐Naturvitenskapelige Universitet i Trondheim. May‐Britt Moser blev professor i neurovetenskap år 2000 och 2013 chef för universitetets Centre for Neural Computation.

Edvard I Moser, född 1962 i Ålesund i Norge, studerade vid universitetet i Oslo, doktorerade i neurofysiologi 1995 och bedrev postdok-forskning vid universitetet i Edinburgh och vid John O’Keefes laboratorium vid University College, London, och byggde från 1996 upp ett forskningslaboratorium vid Norges Teknisk‐Naturvitenskapelige Universitet i Trondheim tillsammans med sin maka. Han blev professor i neurovetenskap 1998 och är nu också chef för Kavli Institute for Systems Neuroscience i Trondheim.