Hippocampus funksjoner, anatomi og patologier (med bilder)

2548
Robert Johnston

De hippocampus Det er en hjernestruktur som er en del av det limbiske systemet, og hvis hovedfunksjoner er dannelsen av nye minner - minne- og romlig orientering. Den ligger i temporal lobe (en av de høyere hjernestrukturene), men den er også en del av det limbiske systemet og er involvert i funksjonene til de lavere strukturene.

I dag er det godt dokumentert at hovedfunksjonene som utføres av hippocampus er relatert til kognitive prosesser; faktisk er det globalt anerkjent som hovedstrukturen i minnet. Imidlertid har det blitt vist hvordan denne regionen utfører to andre aktiviteter bortsett fra memoriseringsprosesser: atferdshemming og romlig orientering..

Hippocampus Illustrasjon

Hippocampus, fra latin hippocampus, ble oppdaget på 1500-tallet av anatomisten Giulio Cesare Aranzio. Det skylder navnet sitt på utseendet til strukturen, som ligner formen på sjøhesten, hippocampus.

Sammenligning mellom dissekert hippocampus og sjøhest

Opprinnelig var det en del kontroverser om anatomien til denne regionen av hjernen, og den fikk forskjellige navn som "silkeorm" eller "ramshorn". På samme måte ble eksistensen av to forskjellige regioner i hippocampus foreslått: "større hippocampus" og "mindre hippocampus".

For øyeblikket har denne underavdelingen av hippocampus blitt ignorert, og den er klassifisert som en enkelt struktur. På den annen side, i sin oppdagelse, var hippocampus relatert til luktesansen, og det ble forsvart at denne hjernestrukturen var ansvarlig for prosessering og registrering av luktestimuli.

Det var ikke før i 1900 da, ved hånden av Vladimir Bekhterev, ble demonstrert den virkelige funksjonen til strukturen og hukommelsesfunksjonene som ble utført av hippocampus begynte å bli undersøkt.

Artikkelindeks

  • 1 Anatomi og plassering av hippocampus
  • 2 Fysiologi
  • 3 Funksjoner av hippocampus
    • 3.1 Hippocampus og hemming
    • 3.2 Hippocampus og minne
    • 3.3 Hippocampus og romlig orientering
  • 4 Relaterte sykdommer
  • 5 Referanser

Anatomi og plassering av hippocampus

Hippocampus er en hjerneområde som ligger i enden av hjernebarken. Spesielt er det et område der hjernebarken smalner inn i et enkelt lag med tettpakket nevroner..

Dermed er hippocampus en liten region funnet ved den nedre grensen til hjernebarken, som består av ventrale og dorsale deler..

Illustrasjon av en hippocampus

På grunn av sin beliggenhet er det en del av det limbiske systemet, det vil si gruppen av regioner som finnes i regionen som grenser til hjernebarken, og utveksler informasjon med forskjellige hjerneregioner.

Det limbiske systemet. Kilde: Anatomy & Physiology, Connexions, OpenStax College [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons

På den ene siden er den viktigste kilden til hippocampus-afferenter entorhinal cortex, og den er sterkt forbundet med et stort antall regioner i cerebral cortex. Spesielt ser det ut til at hippocampus er nært beslektet med prefrontal cortex og det laterale septumområdet..

Forbindelsen av hippocampus med disse områdene i cortex forklarer mye av de kognitive prosessene og minnefunksjonene som utføres av strukturen. 

På den annen side er hippocampus også koblet til hjernens nedre regioner. Denne regionen har vist seg å motta modulerende innganger fra det serotonerge, dopaminerge og noradrenalin-systemet, og er sterkt koblet til talamus.

Fysiologi

Hippocampus

Hippocampus fungerer gjennom to moduser av aktivitet, hver med et annet funksjonsmønster og med deltakelse av en bestemt gruppe neuroner. Disse to aktivitetsmåtene er theta-bølger og de viktigste mønstrene for uregelmessig aktivitet (LIA).. 

Theta-bølger vises under årvåkenhet og aktivitet, så vel som under REM-søvn. I løpet av denne tiden, det vil si når vi er våken eller i REM-søvnfasen, fungerer hippocampus ved hjelp av lange og uregelmessige bølger produsert av pyramidale nevroner og granulaceller.

For sin del vises uregelmessig aktivitet under søvn (unntatt i REM-fase) og i øyeblikk av immobilitet (når vi spiser og hviler).

På samme måte ser det ut til at vinklede langsomme bølger er de som er tettest knyttet til minneprosesser..

På denne måten vil hvileøyeblikkene være nøkkelen slik at hippocampus kan lagre og beholde informasjonen i hjernestrukturen.

Hippocampus funksjoner

Hippocampus (rød)

Den første hypotesen om at hippocampus utførte funksjoner relatert til luktesansen, er erstattet. Faktisk ble feilen i denne mulige funksjonen av hippocampus demonstrert, og det er vist at, til tross for at denne regionen mottar direkte innspill fra olfaktorisk pære, deltar den ikke i sensorisk funksjon.

Gjennom årene var funksjonen til hippocampus relatert til utførelsen av kognitive funksjoner. For tiden fokuserer funksjonaliteten til denne regionen på tre hovedaspekter: inhibering, minne og plass..

Den første av disse oppsto på 1960-tallet gjennom O'keefe og Nadels adferdshemmingsteori. I denne forstand utviklet hyperaktivitet og inhiberingsvansker observert hos dyr med lesjoner i hippocampus denne teoretiske linjen og relaterte funksjonen til hippocampus med atferdshemming.

Når det gjelder minne ble det relatert til den berømte artikkelen av Scoville og Brenda Milner, som beskrev hvordan kirurgisk ødeleggelse av hippocampus hos en pasient med epilepsi forårsaket anterograd amnesi og en veldig alvorlig retrograd amnesi..

Den tredje og siste funksjonen til hippocampus ble initiert av Tolmans "kognitive kartlegging" -teorier og O'Keefes oppdagelse at neuroner i hippocampus hos rotter så ut til å vise aktivitet knyttet til plassering og romlig situasjon..

Hippocampus og hemming

Oppdagelsen av hippocampusens rolle i atferdshemming er ganske nylig. Faktisk er denne funksjonen fortsatt under etterforskning..

Nyere studier har fokusert på å undersøke en bestemt region av hippocampus kalt ventral hippocampus. I etterforskningen av denne lille regionen har det blitt postulert at hippocampus kan spille en viktig rolle i både atferdshemming og utvikling av angst.

Den viktigste studien på disse funksjonene ble utført for noen år siden av Joshua A. Gordon. Forfatteren registrerte den elektriske aktiviteten til ventral hippocampus og medial prefrontal cortex hos mus ved å utforske forskjellige miljøer, hvorav noen fremkalte angstrespons hos dyrene..

Studien fokuserte på å lete etter synkronisering av hjerneaktivitet mellom hjerneområder, siden denne faktoren utgjør et tegn på informasjonsoverføring. Fordi hippocampus og prefrontal cortex er koblet sammen, var synkroniseringen tydelig i alle miljøene musene ble utsatt for.

I situasjoner som ga angst hos dyr, ble det imidlertid observert at synkroniseringen mellom begge hjernedelene økte.

På samme måte ble det også demonstrert hvordan prefrontal cortex opplevde en økning i theta-rytmeaktivitet når musene var i miljøer som ga frykt eller angstrespons..

Denne økningen i theta-aktivitet var relatert til en bemerkelsesverdig reduksjon i utforskningsatferden til musene, som det ble konkludert med at hippocampus er regionen som har ansvaret for å overføre informasjonen som er nødvendig for å hemme visse atferd..

Hippocampus og hukommelse

I motsetning til rollen som hippocampus spiller i hemming, er det i dag høy vitenskapelig enighet om å bekrefte at denne regionen utgjør en viktig struktur for funksjon og utvikling av hukommelse.

Hovedsakelig argumenteres det for at hippocampus er hjernestrukturen som tillater dannelse av nye minner om hendelsene som er opplevd, både episodiske og selvbiografiske. På denne måten konkluderes det med at hippocampus er det området i hjernen som tillater læring og oppbevaring av informasjon..

Disse hypotesene har blitt demonstrert i stor grad både ved flere nevrovitenskapelige undersøkelser og fremfor alt av symptomene forårsaket av lesjoner i hippocampus.

Alvorlige skader i denne regionen har vist seg å gi dype vanskeligheter i dannelsen av nye minner og påvirker ofte også minner som er dannet før skade..

Hippocampusens hovedrolle i minnet ligger imidlertid mer i læring enn i henting av tidligere lagret informasjon. Faktisk, når folk danner et minne, lagres det først i hippocampus, men med tiden går informasjonen til andre regioner i den tidlige cortex..

På samme måte ser det ikke ut til at hippocampus er en viktig struktur i læringen av motoriske eller kognitive ferdigheter (hvordan man spiller et instrument eller løser logiske gåter).

Dette faktum avslører tilstedeværelsen av forskjellige typer minne, som styres av forskjellige hjerneregioner, slik at hippocampus ikke dekker alle minneprosesser i sin helhet, men en god del av dem gjør det..

Hippocampus og romlig orientering

Forskning i rottehjerner har vist at hippocampus inneholder en serie nevroner som har "stedfelt". Dette betyr at en gruppe nevroner i hippocampus utløser handlingspotensialer (overfører informasjon) når dyret passerer gjennom et bestemt sted i omgivelsene..

Likeledes beskrev Edmund Rolls hvordan visse nevroner i hippocampus aktiveres når dyret fokuserer blikket på visse aspekter av miljøet.

Studier med gnagere har således vist at hippocampus kan være en viktig region i utviklingen av orienteringskapasitet og romlig minne..

Hos mennesker er dataene mye mer begrensede på grunn av vanskeligheter som denne typen forskning gir. Imidlertid ble "stedneuroner" også funnet hos personer med epilepsi som utførte en invasiv prosedyre for å finne kilden til anfallene..

I studien ble elektroder plassert i individets hippocampus, og senere ble de bedt om å bruke en datamaskin til å bevege seg rundt i et virtuelt miljø som representerte en by.

Beslektede sykdommer

Lesjoner i hippocampus gir en serie symptomer, de fleste av dem er relatert til hukommelsestap og spesielt en reduksjon i læringskapasitet.

Hukommelsesproblemer forårsaket av alvorlig skade er imidlertid ikke de eneste sykdommene som er relatert til hippocampus. Faktisk ser det ut til at fire store sykdommer har en slags kobling til funksjonen til denne hjerneområdet. Disse er:

Hjernedegenerasjon

Hjernen til Alzheimer-pasienten.

Både normal og patologisk aldring av hjernen ser ut til å være nært knyttet til hippocampus.

Hukommelsesproblemer relatert til alder eller nedgang i kognitive evner opplevd i alderdommen er relatert til en reduksjon i den neuronale populasjonen i hippocampus.

Dette forholdet er mye mer merkbart i nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers, der en massiv død av nevroner i denne hjerneområdet observeres.

Understreke

Hippocampus inneholder høye nivåer av mineralokortikoidreseptorer, noe som gjør denne regionen svært utsatt for stress.

Stress kan påvirke hippocampus, redusere spenning, hemme genese og forårsake atrofi av noen av nevronene.

Disse faktorene forklarer de kognitive problemene eller hukommelsessviktene vi kan oppleve når vi er stresset, og de er spesielt merkbare blant personer med posttraumatisk stresslidelse.

Epilepsi

Hippocampus er ofte fokus for epileptiske anfall. Hippocampus sklerose er den mest synlige typen vevsskade i eporalepsi i temporal lobe..

Det er imidlertid ikke klart om epilepsi oppstår på grunn av abnormiteter i funksjonen til hippocampus, eller om epileptiske anfall forårsaker abnormiteter i hippocampus..

Schizofreni

Schizofreni er en nevroutviklingssykdom som involverer tilstedeværelsen av mange abnormiteter i hjernestrukturen.

Regionen som er mest assosiert med sykdommen er hjernebarken, men hippocampus kan også være viktig, siden det har vist seg at mange personer med schizofreni har en betydelig reduksjon i størrelsen på denne regionen.

Referanser

  1. Burgess N, Maguire EA, O'Keefe J. Den menneskelige hippocampus og romlig og episodisk minne. Neuron 2002; 35: 625-41.
  2. Chicurel ME, Harris KM Tredimensjonal analyse av strukturen og sammensetningen av CA3-forgrenede dendrittiske pigger og deres synaptiske forhold til mosete fiberboutons i rottehippocampus. J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
  3. Drew LJ, Fusi S, Hen R. Voksen neurogenese i pattedyrs hippocampus: Hvorfor dentate gyrus? Lær Mem 2013; 20: 710-29.
  4. Hales JB, et al. Mediale entorhinal cortex lesjoner bare forstyrrer hippocampus stedceller og hippocampus-avhengig stedminne. Cell Rep 2014; 9: 893-01.
  5. Keefe JO, Nadel L. Hippocampus som et kognitivt kart. Oxford: Clarendon Press. 1978.
  6. Kivisaari SL, Probst A, Taylor KI. Perirhinal, Entorhinal og Parahippocampal Cortices og Hippocampus: En oversikt over funksjonell anatomi og protokoll for deres segmentering i MR-bilder i fMRI. Springer Berlin Heidelberg 2013. s. 239-67.
  7. Witter MP, Amaral DG. Entorhinal cortex av apen: V-projeksjoner til dentate gyrus, hippocampus og subicular complex. J Comp Neurol 1991; 307: 437-59.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.