Hippocampus funktioner, anatomi og patologier (med billeder)

den hippocampus er en hjernestruktur, der er en del af det limbiske system, og hvis hovedfunktioner er dannelsen af ​​nye erindringer -memorisk og rumlig orientering.

Den cerebrale hippocampus er placeret i den tidlige lobe (en af ​​de øvre hjerne strukturer), men er også en del af det limbiske system og er involveret i funktionerne i de nedre strukturer.

I dag er det godt dokumenteret, at de vigtigste funktioner, den udfører, er relateret til kognitive processer. Faktisk er hippocampus anerkendt globalt som hukommelsens hovedstruktur.

Det har imidlertid vist sig, hvordan denne region udfører to aktiviteter udover memoriseringsprocesserne: inhiberingen af ​​adfærd og den rumlige orientering.

Hippocampus historie

Hippocampus, fra den latinske hippocampus, blev opdaget i det syttende århundrede af anatomisten Giulio Cesare Aranzio.

Det skylder sit navn på udseendet af dets struktur, som ligner form af seahorse, hippocampus.

I første omgang var der noget kontroverser om anatomien i denne region af hjernen og fik forskellige navne som "silkeorm" eller "ramhorn".

På samme måde blev tilstedeværelsen af ​​to forskellige regioner af hippocampus foreslået: "major hippocampus" og "minor hippocampus".

På nuværende tidspunkt er denne underinddeling af hippocampus blevet afvist, og den er klassificeret som en unik struktur.

På den anden side var hippocampus i sin opdagelse relateret til lugtesansen og forsvaret, at denne hjernestruktur var ansvarlig for behandling og optagelse af olfaktoriske stimuli.

Faktisk var det først 1900, da, i hænderne på Vladimir Bekhterev, blev den faktiske drift af strukturen demonstreret og begyndte at undersøge hukommelse funktioner udføres af hippocampus.

Hippocampus anatomi

Hippocampus udgør en hjerneområde, der er placeret i slutningen af ​​cortex.

Specifikt handler det om et område, hvor cortexen smelter ind i et enkelt lag tykt pakket neuroner.

På denne måde er hippocampus en lille S-formet region, der findes på den nederste kant af hjernebarken, og det inkluderer ventrale og dorsale dele..

På grund af sin placering er det en del af det limbiske system, det vil sige den gruppe af regioner, der er i regionen, der grænser til hjernebarken, og udveksler information med forskellige hjerneområder..

På den ene side er hovedkilden til afferenter fra hippocampus den entorhine cortex, og den er stærkt forbundet med et stort antal regioner i hjernebarken..

Det viser sig specifikt, at hippocampus er nært beslægtet med den præfrontale cortex og det laterale septalområde.

Forbindelsen af ​​hippocampus med disse områder af cortex forklarer en stor del af de kognitive processer og hukommelsesfunktioner, som strukturen udfører.

På den anden side er hippocampus også forbundet med de nedre områder af hjernen.

I denne henseende er det blevet vist som denne region modtager input modulatorer af serotoninerge, dopaminerge system og noradrenalin, og er stærkt forbundet med thalamus.

Fysiologi af hippocampus

Hippocampus opererer gennem to former for aktivitet, hver med et andet mønster af funktion og med deltagelse af en specifik gruppe neuroner.

Disse to former for aktivitet er theta bølger og de højere mønstre for uregelmæssig aktivitet (LIA).

Theta-bølger vises under advarsels- og aktivitetsstatus samt i REM-fasen af ​​søvn.

I løbet af denne tid, det vil sige, når vi er vågen eller i REM søvnfasen, arbejder hippocampus ved lange og uregelmæssige bølger, der er produceret af pyramidale neuroner og granulære celler..

På den anden side vises LIA'en under søvn (undtagen i REM-fasen) og i uendelig øjeblikke (når vi spiser og hviler).

På samme måde synes det at være, hvor langsomt vinkelbølger er dem, der har det største forhold til hukommelsesprocesser.

På denne måde vil hvilemomenter være nøglen for hippocampus til at gemme og opbevare oplysninger i deres hjernestrukturer..

Hippocampus funktioner

Som vi har sagt, er den første hypotese, som hippocampus udførte funktioner, relateret til lugtesansen, blevet erstattet.

Faktisk blev falskheden i dette potentiale, hippocampal funktion og har vist, hvordan trods at denne region modtager direkte input fra lugtekolben, deltager ikke i den følsomme drift.

I årenes løb var det relateret til funktionen af ​​hippocampus med udførelsen af ​​kognitive funktioner.

I øjeblikket fokuserer funktionaliteten i denne region på tre hovedaspekter: hæmning, hukommelse og rum.

Den første opstod i 60'erne gennem teorien om inhiberingen af ​​O'keefes og Nadel's adfærd.

I denne forstand udviklede hyperaktiviteten og vanskeligheden for hæmning observeret hos dyr med læsioner i hippocampus denne teoretiske linje og relaterede hippocampusens funktion med adfærdsinhibering..

Med hensyn til hukommelse, det begyndte at relatere kølvandet på den berømte artikel af Scoville og Brenda Milner, hvori han beskrev, hvordan den kirurgiske ødelæggelse af hippocampus hos en patient med epilepsi, han forårsagede anterograd amnesi og alvorlig retrograd amnesi.

Den tredje og endelige funktion af hippocampus blev initieret af teorierne af Tolmans "kognitive kort" og O'Keefes opdagelse af, at neuronerne i rotternes hippocampus syntes at vise aktivitet relateret til lokalisering og rumlig situation.

Hippocampus og hæmning

Opdagelsen af ​​hippocampus rolle i adfærdsinhibering er ret nyligt. Faktisk er denne funktion stadig under undersøgelse.

I den forstand har nyere studier fokuseret på at undersøge en bestemt region af hippocampus kaldet ventral hippocampus..

I undersøgelsen af ​​denne lille region er det blevet postuleret, at hippocampus kunne spille en vigtig rolle både i adfærdsmæssig inhibering og i udviklingen af ​​angst.

Den vigtigste undersøgelse af disse funktioner blev udført for nogle år siden af ​​Joshua A. Gordon.

Forfatteren registrerede den elektriske aktivitet af den ventrale hippocampus og den mediale præfrontale cortex hos mus, når de udforskede forskellige miljøer, hvoraf nogle fremkaldte angstresponser på dyrene..

Undersøgelsen fokuserede på at søge synkronisering af hjerneaktivitet mellem hjerneområder, da denne faktor udgør en singel af informationsoverførsel.

Da hippocampus og præfrontale cortex er forbundet, blev synkroniseringen åbenbar i alle miljøer, hvor den blev udsat for mus.

Imidlertid blev det i de situationer, der fremkaldte angst for dyrene, observeret, at synkroniseringen mellem begge cerebrale dele blev forøget.

På samme måde blev det også påvist, hvordan præfrontal cortex oplevede en stigning i aktiviteten af ​​theta rytmen, når musene var i miljøer, der producerede frygt eller angst svar.

Denne forøgede theta-aktivitet var associeret med en markant nedgang i udforskende adfærd hos mus, så det blev konkluderet, at hippocampus er den region ansvarlig for transmission af informationen nødvendig for at inhibere visse adfærd.

Hippocampus og hukommelse

I modsætning til den rolle, som hippocampus spiller i hæmning, er der i dag en høj videnskabelig konsensus for at bekræfte, at denne region udgør en vital struktur for funktionsmåde og udvikling af hukommelse.

Hovedsageligt er det forsvaret, at hippocampus er hjernestrukturen, der tillader dannelsen af ​​nye minder om de oplevede hændelser, både episodiske og selvbiografiske.

På den måde konkluderes det, at hippocampus er det område i hjernen, der tillader læring og opbevaring af information.

Disse hypoteser er blevet godtgjort både ved hjælp af flere neurovidenskabelige undersøgelser og frem for alt ved den symptomatologi, der frembringer læsioner i hippocampus..

I den forstand er det blevet vist, hvor alvorlige skader i denne region forårsager dybe vanskeligheder ved dannelsen af ​​nye minder og ofte også påvirker de minder, der er dannet før skaden.

Hippocampus hovedrolle i hukommelsen ligger imidlertid mere i at lære end at hente tidligere lagrede oplysninger.

Faktisk hævdes det, at når folk danner en hukommelse, gemmes dette først i hippocampus men med tiden går informationen til andre områder af den tidlige cortex.

På samme måde synes hippocampus ikke at være en vigtig struktur i at lære motoriske eller kognitive færdigheder (hvordan man spiller et instrument eller løser logiske puslespil).

Denne kendsgerning afslører tilstedeværelsen af ​​forskellige typer hukommelse, som styres af forskellige hjerneområder, så hippocampus dækker ikke alle mnemonicprocesserne fuldt ud, men en god del af dem.

Hippocampus og rumlig orientering

Visse undersøgelser foretaget i rottehjerne har vist, at hippocampus indeholder en række neuroner, der har "stedfelter".

Dette betyder, at en gruppe af neuroner i hippocampus udløser actionpotentialer (transmitter information), når dyret passerer gennem et bestemt sted i sit miljø.

Ligeledes beskrev Edmund Rolls hvordan visse neuroner af hippocampus aktiveres, når dyret fokuserer blikket på bestemte aspekter af dets omgivelser.

På denne måde har undersøgelser med gnavere vist, at hippocampus kunne være en vital region i udviklingen af ​​orienteringsevne og rumlig hukommelse.

Hos mennesker er dataene meget mere begrænsede på grund af de vanskeligheder, som denne type forskning udgør.

Men "sted neuroner" blev også fundet hos personer med epilepsi, som udførte en invasiv procedure for at lokalisere kilden til deres angreb..

I undersøgelsen blev elektroder anbragt i individernes hippocampus, og senere blev de bedt om at bruge en computer til at bevæge sig i et virtuelt miljø, der repræsenterer en by.

Hippocampus og beslægtede sygdomme

Som vi har set, producerer læsioner i hippocampus en række symptomer, de fleste af dem relaterer sig til hukommelsestab og frem for alt en formindsket læringskapacitet.

Imidlertid er hukommelsesproblemerne som følge af alvorlige skader ikke de eneste sygdomme, der er relateret til hippocampus..

Faktisk synes 4 større sygdomme at have en form for forbindelse med funktionen af ​​denne hjernegruppe. Disse er:

Hjerne degeneration

Både normal og patologisk aldring i hjernen synes at være tæt forbundet med hippocampus.

Således er hukommelsesproblemerne relateret til alder eller faldet i kognitive evner, der opstår i alderdommen, relateret til et fald i den neuronale population af hippocampus..

Dette forhold bliver meget mere mærkbart i neurodegenerative sygdomme som Alzheimers, hvor en massiv død af neuronerne i denne hjerneområde observeres.

stress

Hippocampus indeholder høje niveauer af mineralocorticoid receptorer, hvilket gør denne region meget sårbar over for stress.

Stress kan påvirke hippocampus ved at reducere excitabilitet, hæmme genese og forårsage atrofi af nogle af dets neuroner.

Disse faktorer forklarer de kognitive problemer eller de hukommelsessvigt, som vi kan opleve, når vi er stressede, og de bliver særlig mærkbare blandt mennesker, der lider af posttraumatisk stresslidelse.

epilepsi

Hippocampus er ofte fokus for epileptiske anfald. Sklerose af hippocampus er den mest almindeligt synlige type vævsskader i temporal lob epilepsi.

Det er imidlertid ikke klart, om epilepsi opstår på grund af abnormiteter i hippocampus funktion eller hvis epileptiske anfald forårsager abnormiteter i hippocampus..

skizofreni

Schizofreni er en neuro-udviklingsmæssig sygdom, der involverer tilstedeværelsen af ​​adskillige abnormiteter i hjernestrukturen.

Den region, der er mest forbundet med sygdommen, er hjernebarken, men hippocampus kan også være vigtig, da det har vist sig, at mange forsøgspersoner med skizofreni har et signifikant fald i størrelsen af ​​denne region.

Forklarende video

referencer

1. Burgess N, Maguire EA, O'Keefe J. Den menneskelige hippocampus og rumlige og episodiske hukommelse. Neuron 2002; 35: 625-41.
2. Chicurel ME, Harris KM Tredimensionel analyse af strukturen og sammensætningen af ​​CA3 forgrenede dendritiske rygsøjler og deres synaptiske forhold med mossy fiber boutons i rottehippocampus. J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
3. Drew LJ, Fusi S, Hen R. Voksne neurogenese i pattedyrshippocampus: Hvorfor dentate gyrus? Lær Mem 2013; 20: 710-29.
4. Hales JB et al. Mediale entorhinal cortex læsioner forstyrrer kun delvist hippocampale stedceller og hippocampusafhængig pladshukommelse. Cell Rep 2014; 9: 893-01.
5. Keefe JO, Nadel L. Hippocampus som et kognitivt kort. Oxford: Clarendon Press. 1978.
6. Kivisaari SL, Probst A, Taylor KI. Perirhinal, Entorhinal og Parahippocampal Cortices og Hippocampus: En oversigt over funktionel anatomi og protokol for deres segmentering i MR-billeder i fMRI. Springer Berlin Heidelberg 2013. s. 239-67.
7. Witter MP, Amaral DG. Entorhinal cortex af aben: V projektioner til dentate gyrus, hippocampus og subikulært kompleks. J Comp Neurol 1991; 307: 437-59.