發現大腦GPS卻被當笑話 靠熱情衝刺到75歲 諾貝爾獎新得主：別用體制框限下一代

人類已經理解痛覺、觸覺、視覺這種直接的神經反應，但是我們的記憶儲存在哪裡？我們的方向感從何而來？這些更抽象、更複雜的謎題，直到約翰．歐基夫（John O'keefe），這位二○一四年諾貝爾生物及醫學獎得主的研究，才發現通往人類大腦的鑰匙。

害羞學者  解開人類大腦之謎

我們的大腦裡有近一千億個神經細胞。人類所有的思緒、記憶、感情，都是藉由神經細胞來傳遞、記錄訊息。當你看到這行字時，腦中已有數十億個細胞正在運轉著處理訊息。

一九七一年，歐基夫發現動物大腦中的海馬迴中有「位置細胞（Place Cell）」，如同「腦內ＧＰＳ」能記錄我們身處何處、面對什麼方向。這個研究，在當時被視作笑話，不被主流學術認可，但之後的四十年，歐基夫與他的學生默瑟（Moser）夫婦，不但開啟腦神經科學全新領域，能治療失智症，也一同獲得瑞典皇家學院的肯定。

「歐基夫發現了大腦定位系統中第一個神經細胞；這也讓三十多年後默瑟夫婦能發現另一種網絡細胞。這些研究解開數個世紀以來科學家的疑問，讓我們對大腦運作的方式有了全新的了解。」諾貝爾委員會在聲明中說。

▲與白老鼠為伍40年，歐基夫終在諾貝爾獎一吐當年不被認可的怨氣。（圖/法新社）

七十五歲的歐基夫，身材高大，一頭銀髮，兩排鬢鬍則修剪得整整齊齊，像極沉穩的船長。站在科學發現的第一線，歐基夫卻格外害羞。他只願意在學校為他辦的記者會露臉，面對聞風而來的大批記者及攝影機，他穿著卡其褲、海軍藍西裝外套，兩手夾在雙腿間，顯得十分彆扭。因為四十三年來與他為伍的，除了家人與同事，就是實驗室裡的小白鼠。

多彩青春  放棄飛機夢 與白老鼠為伍
 

「我現在都躲在家裡，不敢出門！」歐基夫說，然後是一陣大笑。他的腔調很有趣，因為他出生於愛爾蘭家庭、在紐約長大、在加拿大蒙特婁求學，又回到英國做研究。繞了世界一大圈，英、美、法腔在他口中不斷變換，就像他多彩的生長環境，讓人摸不清底細。

歐基夫在把自己深埋於白老鼠實驗室前，嘗試過的路，和他說話的腔調一樣多變。他年輕時對古典文學有過興趣，也在紐約大學念過航空學、造過飛機，之後他選擇心理學和哲學，直到二十多歲，才開始專攻腦神經。「我的確有著一段不墨守成規的青春。」他對記者說。

一般人可能對變換跑道充滿疑慮，但歐基夫在年輕時，轉換專業比翻書還快。「我在紐約讀高中時，曾經想要念古典文學。」不過，受到戰後美國蓬勃發展的航空業影響，歐基夫夢想可以親手做出一架飛機；所以高中畢業後，他到紐約大學的夜校讀航空學位，白天時則在格拉曼航太公司（Grumman Aircraft）上班。

白天工作、晚上念書，歐基夫還嫌不忙，他多方探索，最終發現了真正的熱情所在。

「在紐約大學時，我除了工作，還修了心理學和哲學，開始對人類心理的運作方式感興趣。而哲學就是在解釋人類的認知和行為，我深深地為這種人類最根本的東西著迷。」他在今年二月卡弗里獎論壇上說。因此，他放棄了飛機夢，中斷了紐約大學夜校，轉讀紐約市立大學的全職學位，研究腦部行為反應。

雖然在起跑線前猶豫不決，但歐基夫一旦找到熱情，就全力衝刺。在畢業後他到加拿大蒙特婁麥吉爾大學──當時數一數二的腦神經研究學院繼續研究。

無畏嘲笑  探索海馬迴位置細胞
 

雖然專攻一個領域，但是歐基夫探索的個性沒有改變，在行為心理學大師赫柏（Hebb）的指導之下，歐基夫開始用各種不同的方式研究神經心理學。「赫柏非常鼓勵學生嘗試新的主意、新的技術。所以我在探索中，學會各種記錄神經細胞的實驗。」歐基夫說。

歐基夫打破傳統，創造出一種實驗，就是分析白老鼠腦中的不同神經細胞，在自由移動中發出的各種訊號。利用這種技術他發現，老鼠就算蒙上眼睛，還是會在某個特定的位置時，海馬迴其中一個特定的神經細胞一定會發出電波；當老鼠在其他地方時，另外一個神經細胞則會啟動。

知道自己發現了動物在腦中記錄自己定位的「位置細胞」，歐基夫和海馬迴專家的同事納德爾（Lynn Nadel），在一九七一年將研究發表在期刊。他倆還把研究寫成書《認知地圖──海馬迴》，而歐基夫對哲學的執著，也在書中顯露。「當時大部分人都覺得我們瘋了，因為這本『神經學著作』前五十頁都在講哲學！」納德爾回憶。

歐基夫的挑戰不只如此，牛津大學生理學退休教授史坦（John Stein）指出，「當時學術界都不看重這項研究，除了發表在非一流期刊之外，大家也認為研究有瑕疵，沒有考慮老鼠的嗅覺或其他人為因素。所以當時他們忍受了很多嘲笑。」

歐基夫也說：「我們一開始受到很多質疑，因為海馬迴深埋在大腦中，離直接接收訊號的部位還很遠，所以很多主流科學家都不相信其中的關聯。」

勇於嘗試  失智症新療法現曙光

但是，歐基夫並沒有放棄，接下來的四十年，他用更多不同實驗方式證明當初的發現。○五年，默瑟夫婦發現海馬迴位置細胞，與內嗅皮層中的網絡細胞（Grid Cell）形成了完整的位置系統，讓大腦的地圖更清楚。

「現在，歐基夫的研究已是腦神經重要的基礎，也證實阿茲海默症、失智症等腦部退化與位置細胞有關。」長庚醫院腦神經外科主治醫師陳品元說。「除了小鼠，未來也可能應用在大型動物，或是人類身上。」

陽明大學生物醫學工程學系副教授陳右穎，正與歐基夫的實驗室合作，已成功利用老鼠腦部訊息反推預測老鼠的位置，「他的實驗，在人類史上太重要了。」他說。有了歐基夫的基礎研究，未來失智症的治療除了藥物，也可能採用物理性的電療方式，讓腦部退化疾病不再是「不可逆轉」。

若歐基夫沒有在年輕時勇於嘗試、勇敢跨界，我們也無法享受這珍貴的果實，七十五歲的他，仍然不打算停止尋求解答。

在記者會上，歐基夫也擔憂英國教育太過保守：「我自己走過好幾個國家，年輕人應該讓他們自由探索、體驗。但是現在英國的教育系統越來越狹隘，我們應該激發好奇心，而不是用體制來限制下一代。」

歐基夫永遠不停歇的探索之心，也許正是我們教育下一代，最重要的一件事。

（圖/法新社）

約翰‧歐基夫（John O'keefe）
出生：1939年
出生地：紐約，父母為愛爾蘭人
現職：倫敦大學學院解剖學系和認知神經科學研究所教授
學歷：加拿大蒙特婁麥吉爾大學生理心理學博士
家庭：已婚、育有２子
獲獎：2014年諾貝爾生物及醫學獎