1971年,歐基夫就發現了構成這一體系的第一個組成部分。他發現,大腦的海馬體裡有一種特殊的神經細胞,每當老鼠身處屋子的特定位置時,這種細胞的一部分就會被激活。當老鼠到了房間內的其他位置時,另外一些細胞則被激活。歐基夫認為,這些「位置細胞」(place cells)構成了房間位置的一幅地圖。
34年之後的2005年,穆瑟夫婦發現了大腦定位機制的另外一項關鍵組成部分。據諾貝爾獎官網說,他們確認了另外一種神經細胞,將其稱為「網格細胞」(grid cells)。這種細胞能夠產生一種座標系統,從而使得精確定位與路徑搜尋成為可能。二人的後續研究則揭示了位置和網格細胞是如何令定位和導航成為可能的。
專家表示,大腦導航對人類的空間記憶、認知及知識建構,提供神經科學架構,是生理及醫學上重要的里程碑,對神經科學及腦科學有重要貢獻。
專家指出,諾貝爾醫學獎得主提出的位置細胞及網格細胞,對人類空間導航(Navigation)建構的意義非凡。位置細胞就像座標,網格細胞則進一步形塑大腦的空間導航座標系統,網格細胞就像航海家在大海中畫出經緯度,幫助人們了解自己的所在位置、方向、速度,進而形成衛星定位(positioning)的導航圖,幫助人類進行空間記憶及知識建構,甚至還能根據方位及速度,不斷調整、搜尋建構動態路徑。
以計程車司機為例,無論乘客從何處上下車,司機腦海中總有清楚的導航圖,其實就是網格細胞的作用,車子能在大街小巷行走,儘管不停地繞來繞去,最後一定能將乘客送到目的地。一級方程式的賽車手也是如此,賽車手在高速行駛下,車子一定不是快接近大轉彎處才放慢速度,而是配合車速、路況,隨時調整駕駛技巧,網格細胞就是賽車手腦中衛星定位GPS。
專家指出,位置細胞及網格細胞對人類空間建構,非常重要,不只是職業選手或駕駛,一般人時時刻刻都需要空間導航,例如出門逛街,無論到目的地或返家,都得運用空間座標導航。失智症與阿茲海默症患者,就是因為海馬迴或神經細胞損傷,經常出門找不到回家的路,出現記憶衰退或迷路、失去方向感。