Fungsi Hippocampus, Anatomi dan Patologi (dengan Imej)

The hippocampus adalah struktur otak yang merupakan sebahagian daripada sistem limbik dan fungsi utamanya adalah pembentukan kenangan baru -memory- dan orientasi spatial.

Hippocampus serebrum terletak di lobus temporal (salah satu struktur otak atas) tetapi juga merupakan sebahagian daripada sistem limbik dan terlibat dalam fungsi struktur bawah.

Pada masa kini ia didokumenkan dengan baik bahawa fungsi utama yang dilakukannya berkaitan dengan proses kognitif. Malah, hippocampus diiktiraf secara global sebagai struktur utama memori.

Walau bagaimanapun, ia telah menunjukkan bagaimana rantau ini menjalankan dua aktiviti selain proses hafalan: perencatan tingkah laku dan orientasi spatial.

Sejarah hippocampus

The hippocampus, dari hippocampus Latin, ditemui pada abad ketujuh belas oleh ahli anatomi Giulio Cesare Aranzio.

Ia berhutang namanya kepada rupa strukturnya, yang menyerupai bentuk kuda laut, hippocampus.

Pada mulanya terdapat beberapa kontroversi mengenai anatomi kawasan otak ini dan diberi nama yang berbeza seperti "ulat sutera" atau "tanduk ram".

Begitu juga dengan kewujudan dua kawasan yang berbeza dari hippocampus yang dicadangkan: "hippocampus utama" dan "hippocampus kecil".

Pada masa ini, bahagian ini hippocampus telah ditolak dan ia diklasifikasikan sebagai struktur yang unik.

Sebaliknya, dalam penemuannya, hippocampus itu berkaitan dengan rasa bau, dan mempertahankan bahawa struktur otak ini bertanggungjawab untuk memproses dan merekod rangsangan pencium.

Malah, ia tidak sehingga 1900 apabila, di tangan Vladimir Bekhterev, operasi sebenar struktur ditunjukkan dan mula menyiasat fungsi memori dilakukan oleh hippocampus.

Anatomi hippocampus

The hippocampus merupakan kawasan otak yang terletak di hujung korteks.

Khususnya, ia berkaitan dengan kawasan di mana penapis korteks menjadi satu lapisan neuron padat.

Dengan cara ini, hippocampus adalah kawasan berbentuk S kecil yang terdapat pada pinggir bawah korteks serebrum, dan termasuk bahagian ventral dan bahagian dorsal..

Disebabkan lokasinya, ia adalah sebahagian daripada sistem limbik, iaitu kumpulan rantau yang berada di wilayah yang bersempadan dengan korteks serebrum, dan menukar maklumat dengan kawasan otak yang berbeza..

Di satu pihak, sumber utama penyerap hippocampus adalah korteks entorhinal dan ia sangat dihubungkan dengan sebilangan besar kawasan korteks serebrum..

Khususnya, ternyata bahawa hippocampus berkait rapat dengan korteks prefrontal dan kawasan septal sisi.

Sambungan hippocampus dengan bidang korteks ini menerangkan sebahagian besar proses kognitif dan fungsi ingatan yang strukturnya berfungsi.

Sebaliknya, hippocampus juga disambungkan ke bahagian bawah otak.

Dalam hal ini, ia telah menunjukkan sebagai rantau ini menerima input modular daripada serotoninergic, sistem dopaminergic dan norepinephrine, dan amat dihubungkan dengan Thalamus.

Fisiologi hippocampus

The hippocampus beroperasi melalui dua mod aktiviti, masing-masing dengan corak fungsi yang berlainan dan dengan penyertaan kelompok neuron tertentu.

Kedua-dua mod aktiviti ini adalah gelombang theta dan corak aktiviti tidak teratur yang lebih tinggi (LIA).

Gelombang Theta muncul semasa keadaan amaran dan aktiviti, serta semasa tidur REM tidur.

Pada masa ini, iaitu, apabila kita terjaga atau dalam tidur REM, hippocampus berfungsi dengan gelombang panjang dan tidak teratur dihasilkan oleh neuron piramid dan sel-sel granulosa.

Sebaliknya, LIA muncul semasa tidur (kecuali dalam fasa REM) dan pada saat-saat immobility (ketika kita makan dan berehat).

Begitu juga, nampaknya bagaimana gelombang sudut perlahan adalah yang mempunyai hubungan terbesar dengan proses ingatan.

Dengan cara ini, saat-saat istirahat akan menjadi kunci untuk hippocampus untuk menyimpan dan menyimpan maklumat dalam struktur otak mereka..

Fungsi hippocampus

Seperti yang telah kami katakan, hipotesis awal bahawa fungsi hippocampus yang dilakukan dengan kaitan dengan rasa bau telah digantikan.

Malah, kepalsuan yang berpotensi ini telah menunjukkan fungsi hippocampal dan telah menunjukkan bagaimana, walaupun bahawa rantau ini menerima input terus dari mentol pencium, tidak mengambil bahagian dalam operasi sensitif.

Selama bertahun-tahun, ia berkaitan dengan fungsi hippocampus dengan prestasi fungsi kognitif.

Pada masa ini, fungsi rantau ini memberi tumpuan kepada tiga aspek utama: penghambatan, memori dan ruang.

Yang pertama muncul pada tahun 60-an melalui teori perencatan tingkah laku O'keefe dan Nadel.

Dalam pengertian ini, hiperaktif dan kesulitan pencerobohan yang diamati pada haiwan dengan lesi dalam hippocampus mengembangkan garis teoretikal ini dan mengaitkan fungsi hippocampus dengan perencatan tingkah laku..

Berkenaan dengan memori, ia mula mengaitkan ekoran artikel yang terkenal oleh Scoville dan Brenda Milner, di mana beliau menceritakan bagaimana kemusnahan pembedahan hippocampus dalam pesakit dengan epilepsi dia telah menyebabkan amnesia anterograde dan amnesia songsang serius.

Fungsi ketiga dan terakhir hippocampus telah dimulakan oleh teori-teori "peta kognitif" daripada Tolman ini O'Keefe dan menemui bahawa neuron dalam hippocampus tikus seolah-olah menunjukkan aktiviti yang berkaitan dengan lokasi dan keadaan spatial.

Hippocampus dan perencatan

Penemuan peranan hippocampus dalam perilaku tingkah laku agak baru-baru ini. Malah, fungsi ini masih dalam siasatan.

Dalam pengertian ini, kajian baru-baru ini menumpukan pada pemeriksaan rantau spesifik hippocampus yang disebut hippocampus ventral..

Dalam penyelidikan rantau kecil ini, ia telah dijangka bahawa hippocampus boleh memainkan peranan penting dalam kedua-dua perencatan tingkah laku dalam pembangunan kebimbangan.

Kajian yang paling penting mengenai fungsi-fungsi ini telah dijalankan beberapa tahun yang lalu oleh Joshua A. Gordon.

Penulis merekodkan aktiviti elektrik hippocampus ventral dan korteks prefrontal medial pada tikus apabila meneroka persekitaran yang berbeza, beberapa daripadanya menimbulkan tanggapan kebimbangan terhadap haiwan..

Kajian ini memberi tumpuan kepada mencari penyegerakan aktiviti otak antara kawasan otak, kerana faktor ini merupakan satu sentuhan pemindahan maklumat.

Oleh kerana hippocampus dan korteks prefrontal disambung, penyegerakan menjadi jelas dalam semua persekitaran di mana ia terdedah kepada tikus.

Walau bagaimanapun, dalam keadaan yang menimbulkan kegelisahan kepada haiwan, diperhatikan bahawa penyegerakan antara kedua-dua bahagian serebrum meningkat.

Begitu juga, ia juga menunjukkan bagaimana korteks prefrontal mengalami peningkatan dalam aktiviti irama theta ketika tikus berada di persekitaran yang menghasilkan tanggapan takut atau kebimbangan.

Aktiviti theta meningkat dikaitkan dengan penurunan yang ketara dalam tingkah laku penerokaan tikus, jadi ia telah membuat kesimpulan bahawa hippocampus adalah rantau yang bertanggungjawab menyebarkan maklumat yang diperlukan untuk menghalang kelakuan tertentu.

Hippocampus dan ingatan

Tidak seperti peranan yang dimainkan oleh hippocampus dalam perencatan, hari ini terdapat konsensus ilmiah yang tinggi dalam mengesahkan bahawa rantau ini merupakan struktur penting untuk fungsi dan perkembangan memori.

Terutamanya ia diperdebatkan bahawa hippocampus adalah struktur otak yang membolehkan pembentukan kenangan baru peristiwa yang dialami kedua-dua episod dan autobiographic.

Dengan cara ini, disimpulkan bahawa hippocampus adalah kawasan otak yang membolehkan pembelajaran dan pengekalan maklumat.

Ini hipotesis telah jelas ditonjolkan oleh kedua-dua berbilang penyelidikan neuroscientific dan, di atas semua, dengan tanda-tanda ia menghasilkan luka-luka dalam hippocampus.

Dalam erti kata ini, ia telah menunjukkan bagaimana kecederaan teruk di rantau ini menyebabkan kesukaran yang mendalam dalam pembentukan kenangan baru dan sering juga mempengaruhi kenangan yang dibentuk sebelum kecederaan.

Walau bagaimanapun, peranan utama hippocampus dalam memori terletak pada pembelajaran lebih daripada mendapatkan kembali maklumat yang disimpan sebelumnya.

Malah, dikatakan bahawa apabila orang membentuk ingatan, ini pertama kali disimpan dalam hippocampus tetapi dengan peredaran waktu maklumat mengakses kawasan lain dari korteks temporal.

Begitu juga, hippocampus nampaknya tidak menjadi kemahiran pembelajaran motor penting atau struktur kognitif (bagaimana untuk bermain alat muzik atau menyelesaikan teka-teki logik).

Fakta ini mendedahkan kehadiran pelbagai jenis ingatan, yang dikuasai oleh kawasan otak yang berbeza, jadi hippocampus tidak meliputi semua proses mnemonik secara penuh tetapi bahagian yang baik dari mereka.

Hippocampus dan orientasi spatial

Penyelidikan tertentu yang dilakukan dalam otak tikus telah menunjukkan bahawa hippocampus mengandungi siri neuron yang mempunyai "medan tempat".

Ini bermakna bahawa sekumpulan neuron hippocampus memicu potensi tindakan (menghantar maklumat) apabila haiwan melintasi tempat tertentu dalam lingkungannya.

Begitu juga, Edmund Rolls menerangkan bagaimana neuron-neuron tertentu hippocampus diaktifkan apabila haiwan itu menumpukan pandangannya terhadap aspek tertentu persekitarannya.

Dengan cara ini, kajian dengan tikus telah menunjukkan bahawa hippocampus boleh menjadi rantau penting dalam pembangunan keupayaan orientasi dan memori ruang.

Pada manusia, data jauh lebih terhad kerana kesukaran yang dilakukan oleh jenis penyelidikan ini.

Walau bagaimanapun, "tempat neuron" juga didapati dalam subjek dengan epilepsi yang melakukan prosedur invasif untuk mencari sumber serangan mereka..

Dalam elektroda kajian diletakkan di hippocampus individu dan kemudian mereka diminta menggunakan komputer untuk bergerak dalam persekitaran maya yang mewakili sebuah bandar.

Hippocampus dan penyakit berkaitan

Seperti yang telah kita lihat, lesi dalam hippocampus menghasilkan satu siri gejala, kebanyakannya berkaitan dengan kehilangan ingatan dan, di atas semua, kapasiti pembelajaran berkurangan.

Walau bagaimanapun, masalah ingatan yang disebabkan oleh kecederaan teruk bukan satu-satunya penyakit yang berkaitan dengan hippocampus..

Sebenarnya, 4 penyakit utama seolah-olah mempunyai beberapa jenis hubungan dengan berfungsi di kawasan otak ini. Ini adalah:

Degenerasi otak

Kedua-dua penuaan normal dan patologi otak nampaknya berkait rapat dengan hippocampus.

Oleh itu, masalah ingatan yang berkaitan dengan usia atau penurunan kebolehan kognitif yang berpengalaman semasa usia tua berkaitan dengan penurunan populasi neuron pada hippocampus..

Hubungan ini menjadi lebih ketara dalam penyakit neurodegenerative seperti Alzheimer, di mana kematian besar neuron di kawasan otak ini diperhatikan.

Tekanan

The hippocampus mengandungi tahap reseptor mineralokortikoid yang tinggi, menjadikan kawasan ini sangat terdedah kepada stres.

Stres boleh menjejaskan hippocampus dengan mengurangkan keceriaan, menghalang genesis dan menyebabkan atrofi beberapa neuronnya.

Faktor ini menerangkan masalah kognitif atau kegagalan ingatan yang dapat kita alami ketika kita ditekankan, dan mereka menjadi sangat ketara di kalangan orang yang mengalami gangguan tekanan selepas trauma.

Epilepsi

Hippocampus sering menjadi tumpuan serangan epilepsi. Sclerosis hippocampus adalah jenis kerosakan tisu yang paling biasa di epilepsi lobus temporal.

Walau bagaimanapun, tidak jelas sama ada epilepsi berlaku disebabkan oleh kelainan dalam fungsi hippocampus atau jika kejang epileptik menghasilkan kelainan pada hippocampus..

Schizophrenia

Schizophrenia adalah penyakit neurodevelopmental yang melibatkan kehadiran pelbagai keabnormalan dalam struktur otak.

Wilayah yang paling berkaitan dengan penyakit ini adalah korteks serebrum, bagaimanapun, hippocampus juga boleh menjadi penting, kerana telah menunjukkan bahawa banyak subjek dengan skizofrenia mempunyai penurunan yang signifikan dalam ukuran wilayah ini.

Video penjelasan

Rujukan

1. Burgess N, Maguire EA, O'Keefe J. Hippocampus manusia dan ingatan ruang dan episodik. Neuron 2002; 35: 625-41.
2. Chicurel ME, Harris KM Analisis tiga dimensi struktur dan komposisi CA3 bercabang dendritik duri dan hubungan sinaptik mereka dengan boron gentian mossy dalam hippocampus tikus. J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
3. Drew LJ, Fusi S, Hen R. Dewasa neurogenesis pada hippocampus mamalia: Kenapa gyrus dentata? Belajar Mem 2013; 20: 710-29.
4. Hales JB, et al. Lesi korteks entralisis hanya sebahagiannya mengganggu sel tempat hippocampal dan memori tempat yang bergantung kepada hippocampus. Sel Rep 2; 9: 893-01.
5. Keefe JO, Nadel L. The hippocampus sebagai peta kognitif. Oxford: Press Clarendon. 1978.
6. Kivisaari SL, Probst A, Taylor KI. The Kiris Perirhinal, Entorhinal, dan Parahippocampal dan Hippocampus: Tinjauan Anatomi Fungsi dan Protokol untuk Segmentasi mereka dalam Imej MR Dalam fMRI. Springer Berlin Heidelberg 2013. h. 239-67.
7. Ahli Parlimen Witter, Amaral DG. Korteks Entorhinal monyet: Unjuran V kepada gyrus dentata, hippocampus, dan kompleks subicular. J Comp Neurol 1991; 307: 437-59.