Pôvodný text sme nahradili článkom z tlačeného vydania SME.
ŠTOKHOLM, BRATISLAVA. Vložíte drobné experimentálne zviera do bludiska. Ak už mal váš potkan s takýmto konkrétnym labyrintom predchádzajúce skúsenosti, vie, kam sa má pohnúť. Vie nielen to, kde sa nachádza odmena a ktorým smerom sa mu vyplatí vydať sa, pravdepodobne vie aj to, kde sa vzhľadom na bludisko nachádza on sám.
Toto banálne zistenie však stojí za jednou z najväčších otázok vedy i filozofie. Ako vôbec dokážeme vnímať priestor okolo seba? Ako vieme, kde sme a čo sa nachádza v našom okolí? A ako vieme, ktorým smerom sa máme vydať a aká bude cesta z jedného miesta na druhé?
Filozofi už v 18. storočí hovorili o akýchsi čistých formách nazerania, no až neurobiológia dvadsiateho storočia ukázala, ako to v našom mozgu naozaj funguje.
Tento rok si za objav nášho vnútorného GPS systému odniesli Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu John O'Keefe z Veľkej Británie a manželský pár May-Britt a Edvard Moserovci z Nórska. Švédsky Inštitút Karolinska ocenil ich „objav buniek, ktoré vytvárajú pozičný systém v našom mozgu“.
Trafiť v bludisku
„Schopnosť zistiť, kde sa nachádzame, je kľúčová pre našu existenciu,“ hovorí počas priameho prenosu z udeľovania ceny profesor neurovedy Ole Kiehn. „Kde v mozgu sa však polohovací systém nachádza? Práca laureátov nám dáva práve túto odpoveď.“
Už v polovici minulého storočia experimentálni biológovia zistili, že pokusné hlodavce sa dokážu naučiť pohybovať sa v bludiskách. Vedci predpokladali, že v hlave si vytvárajú akési mentálne či kognitívne mapy takýchto priestorov, otázkou však zostávalo, ako to vlastne dokážu.
Koncom šesťdesiatych rokov sa práve tomuto výskumu začal venovať John O'Keefe. Pri skúmaní mozgu potkanov zistil, že konkrétne mozgové bunky sa aktivujú vždy, keď sa hlodavec nachádza na rovnakom mieste a v tej istej miestnosti.
Pre každé známe miesto sa v potkanovi aktivovala unikátna kombinácia buniek v oblasti mozgu nazývanej hipokampus. O’Keefe tak ako prvý podľa štúdie z roku 1971 našiel bunky, ktoré v mozgu kódujú informácie o polohe jedinca. A zároveň dokázal, že bunky sa neriadia vizuálnymi signálmi, ale takéto „bunky miesta“ vytvárajú skutočnú vnútornú mapu v mozgoch potkanov.
FOTO - FOTOLIA
Výsmech a ocenenie
Aj o niekoľko desaťročí neskôr skúmali manželia Moserovci potkany pri pohybe v miestnosti. Všimli si však, že nielen v hipokampe, ale i v priľahlej časti mozgu v oblasti spánkového laloka sa pri pohybe „rozsvietia“ mozgové bunky. Vtedy, keď sa potkan nachádza v určitom bode bludiska - a tieto body dokopy vytvárali akúsi šesťuhoľníkovú štruktúru či mriežku.
To naznačovalo, že aktivované „mriežkové bunky“ uľahčovali nielen navigáciu v priestore, ale i to, že mozog si už na bunkovej úrovni vytvára štruktúrovanú mentálnu mapu priestoru. Tieto bunky, ktoré kódujú vzájomnú vzdialenosť a polohu, sú navyše úzko prepojené s O'Keefovými bunkami v hipokampe. Dokopy vytvárali akýsi vnútorný GPS systém v mozgu.
„Pamätám si, aký veľký výsmech John zažíval začiatkom sedemdesiatych rokov,“ spomína pre britský Guardian John Stein, emeritný profesor fyziológie na Oxfordskej univerzite. „Vraj to je nejaký artefakt, vraj podcenil schopnosť potkanov cítiť pachy. Dnes si ako pri mnohých iných pôvodne kontroverzných nápadoch povieme, že to je predsa samozrejmé.“
Aj u ľudí
Navyše, nedávne výskumy skúmajúce aktivitu ľudského mozgu skenovaním či pri operáciách ukázali, že podobne ako v prípade potkanov to funguje aj v našich vlastných mozgoch.
To napríklad vysvetľuje, prečo ľudia postihnutí Alzheimerovou chorobou rýchlo strácajú schopnosť orientovať sa v priestore i zapamätať si miesta. Hipokampus totiž býva jednou z prvých častí mozgu, ktorú toto mentálne ochorenie postihuje.
Prvá z tohtoročných Nobelových cien tak nie je iba ocenením výskumu na pokusných zvieratách. Švédsky Inštitút Karolinska ocenil aj prácu, ktorá opisuje pochody v každom z nás.
Kto sú laureáti
John O’Keefe sa narodil v roku 1939 v New Yorku. Doktorát z fyziológie získal na McGillovej univerzite v Kanade, neskôr sa presťahoval do Veľkej Británie. Od roku 1987 tam na londýnskej University College pôsobil ako profesor kognitívnych neurovied.
May-Britt Moserová sa narodila v nórskom Fosnavag v roku 1963. Študovala psychológiu v Osle, kde sa spoznala aj so svojim budúcim mužom. Ako vedkyňa pôsobila aj na londýnskej University College, neskôr sa presunula na trondheimsku univerzitu, kde dnes vedie Centrum pre neurálne výpočty.
Jej muž Edvard Moser pochádza rovnako z Nórska. Narodil sa v roku 1962 v Alesunde a doktorát získal podobne ako jeho žena v roku 1995 na univerzite v Osle. Ako vedec pôsobil aj u Johna O’Keefa v Londýne, vrátil sa však domov a od roku 1998 je nórskym profesorom. Dnes vedie Kavliho inštitút pre systémové neurovedy v Trondheime.
Ceny v minulosti
Fakty
Kedy udelia ceny
Pondelok: fyziológia alebo medicína
Utorok: fyzika
Streda: chémia
Štvrtok: literatúra
Piatok: mier
Pondelok 13. 10.: ekonómia
Známu cenu (Nobelpriset i fysiologi eller medicin) udeľuje švédsky inštitút Karolinska od roku 1901.
Dosiaľ bolo udelených 104 Nobelových cien za fyziológiu alebo medicínu, ocenených nevyhlásili v rokoch 1915, 1916, 1917, 1918, 1921, 1925, 1940, 1941 a 1942. Počas vojen sa mnoho Nobelových cien neudeľovalo, v niektorých prípadoch sa však komisia rozhodla, že vzhľadom na okolnosti peniaze za ocenenie radšej presunie na ďalší rok.
Len 38 ocenení získal jeden laureát, ženy ocenili desaťkrát. Priemerný vek laureáta je tesne pred šesťdesiatkou, najmladší nositeľ, Frederick G. Banting ju v roku 1923 získal ako tridsaťdvaročný "za objav inzulínu".
Najstarší nositeľ mal 87, Peyton Rous získal nobelovku v roku 1966 "za objav vírusov indukujúcich tumory".
V roku 1939 prinútil Adolf Hitler Gerharda Domagka, aby prestížne ocenenie neprijal. Laureátom Nobelovej ceny za fyziológiu alebo medicínu sa stal za „objav sulfonamidu Prontosilu, prvého lieku účinného proti bakteriálnym infekciám“.
Len raz v histórii ocenenia došlo k prípadu, že sa jeho laureátmi stali rodinní príslušníci. V roku 1947 získali Nobelovu cenu manželia Gerty Theresa Coriová a Carl Cori „za objav mechanizmu, ktorým sa glykogén v tele mení na glukózu“.
Ako funguje nominácia na Nobelovu cenu?
Nobelova komisia každý rok rozpošle takzvané pozvánky tisíckam akademikom, univerzitným profesorom či vedcom (vrátane minulých laureátov ocenení) z rôznych krajín, ktorí následne nominujú svojich kandidátov na konkrétne Nobelove ceny v danom roku. Komisia sa pritom snaží osloviť čo najväčší počet relevantných inštitúcií.
