GPS 시스템과 똑같은 역할을 하는 뇌세포가 세 명의 과학자들에게 2014년 노벨 생리의학상을 안겨 줬다. 이 세포의 발견은 신경과학의 최대 미스터리 중 하나인 `인간의 공간지각 능력`을 이해하는 데 도움을 준다.
유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 존 오키피 교수는 해마(기억과 관련된 뇌 영역)에서 1971년 장소세포(place cells)를 발견한 공로로 2014년 노벨 생리의학상을 공동수상했다. 한편 노르웨이 트론헤임에서 카블리 시스템 신경과학 연구소를 공동으로 운영하는 에드바르드 모세르와 마이 브리트 모세르 부부는, 2005년 해마에 인접한 내후각피질(entorhinal cortex)에서 격자세포(grid cells)를 발견한 공로로 2014년 노벨 생리의학상을 공동수상했다.
"우리가 공간에서 어디에 있는지를 파악하는 능력은 생존에 필요한 가장 기본적인 능력 중 하나"라고 독일 막스플랑크 신경생물학 연구소의 토비아스 본회퍼 소장은 말했다.
대부분의 신경과학자들은 한때 "뇌의 활성은 행동과 관련되어 있다"는 사실을 믿지 않았다. 그러나 1960년대에 오키피 교수는 상자 안에서 자유로이 움직이는 랫트를 대상으로 하여 개별 뉴런의 신호를 기록하기 시작했다. 그는 랫트의 해마에 전극을 삽입하고 해마에서 나오는 전기신호를 관찰했는데, 랫트가 특정 장소를 지날 때마다 개별 뉴런이 발화되는 것을 보고는 깜짝 놀랐다. 그는 "환경에 대한 기억이 장소세포의 특정한 조합으로 해마에 저장된다"는 결론을 내렸다(J. O’Keefe and J. Dostrovsky Brain Res. 34, 171–175; 1971). "나는 `해마의 전기신호를 모두 합치면, 하나의 지도를 만들 수 있을 것`이라고 생각했다"고 오키피 교수는 회상했다.
1990년대가 되자, 모세르 부부(당시 노르웨이 오슬로 대학교의 박사과정 재학 중)는 오키피 교수의 연구결과에 관심을 가졌다.두 사람은 오키피 교수의 연구실에서 포스닥 과정을 밟기 시작했지만, 몇 달도 채 지나지 않아 노르웨이 과학기술 대학교로 자리를 옮겨, 자신들만의 연구실을 꾸렸다. 그곳에서 그들은 랫트의 후각내피질을 연구하다, 육각형 격자의 특정 지점을 지날 때마다 발화하는 세포들을 발견했다. 그리고는 뇌가 이 육각형 패턴을 공간정보 파악을 위한 좌표계로 사용한다는 사실을 발견했다(T. Hafting et al. Nature 436, 801–806; 2005).
장소세포와 격자세포는 모두 임상에 응용될 수 있다. 초기 알츠하이머병은 후각내피질에 영향을 미치며, 알츠하이머병의 첫 번째 증상은 길을 잃는 것이다. 또한 알츠하이머병이 진행되면 해마를 황폐화시키고 기억을 빼앗아 간다. "두 사람의 연구결과는 기초과학이 질병의 이해를 증진시키고 치료법의 개발에 기여할 수 있음을 보여준 사례"라고 에든버러 대학교에서 기억을 연구하는 리처드 모리스는 말했다.
마이 브리트는 노벨상 위원회의 전화를 받았을 때 연구실 회의를 주재하고 있었다. "나는 대답을 망설였다. 수상 소식을 도저히 믿을 수 없어서 하마터면 울음을 터뜨릴 뻔했다"고 그녀는 네이처와의 인터뷰에서 말했다. 에드바르드는 독일행 비행기에 타고 있었던 관계로, 나중에 부인으로부터 소식을 전해 들었다. 오키피 교수는 집에서 연구비 신청서를 수정하던 중 노벨상 위원회의 전화를 받았다. "나는 너무 기뻐 온몸이 부르르 떨렸다"고 그는 몰려들 기자들에게 말했다.
모세르 부부는 오키피 교수의 연구실에서 생활하던 시절을 회상하며, "인생에서 가장 열정적으로 배움을 얻은 시기였다"고 말한 바 있다. 오키피 교수 역시 그들과 비슷한 기억을 갖고 있다. "그들은 탁월하고 열의에 찬 과학자들이었다"고 오키피 교수는 말했다.노벨상 수상자에게 주어지는 상금 800만크로네(약 110만달러) 중 절반은 오키프 박사가, 나머지 절반은 모세르 부부가 받게 된다.
