Hipokampus je jednou z klíčových částí našeho mozku. Je to struktura ve tvaru podkovy. Je zodpovědný za proces přenosu dat z krátkodobé do dlouhodobé paměti. Kromě toho souvisí s emocemi.
Tato mozková struktura je součástí limbického systému. Limbický systém je nejvyšší část podkorových struktur odpovědných za emoce, motivaci, instinkty, vegetativní funkce, učení a paměť.
S výjimkou hipokampu se limbický systém skládá z hypotalamu, septální oblasti, limbické kůry, limbických jader včetně amygdaly, bazálního předního mozku, septálních jader, předních talamických jader a jader habenula, jakož i částí mozkového kmene a limbických drah.
Mimo to je úloha hipokampu v limbickém systému a v samotném nervovém systému nesmírně důležitá. Především hipokampus je zodpovědný za tvorbu, organizaci a ukládání vzpomínek (1).
Zdruhé se podílí na procesu propojování vjemů se vzpomínkami. Souvisí také s konsolidací paměti během spánku.
Poloha a anatomie hipokampu
Obě strany mozku jsou symetrické a hipokampus se nachází v obou hemisférách (1). Jeho anatomie je pro jeho funkci nesmírně důležitá. Konkrétně tato část našeho mozku přijímá vstupy a vysílá výstupy prostřednictvím entorhinální kůry. Je to struktura umístěná pod čelní oblastí hipokampu.
Tato část mozku se skládá z
segmentu CA1-4 neboli cornu ammonis, subikula a dentátového gyru.
Nejdůležitější je, že subregiony hipokampu jsou propojeny dvěma nervovými
obvody. Jsou to monosynaptický a trisynaptický okruh.
Monosynaptický okruh přenáší
informace z entorhinální kůry do CA1 a obchází CA3 a
dentální gyrus.
Na druhé straně trisynaptický okruh posílá informace do dentátového gyru cestou, která prochází subikulum. Dále informace putuje do CA3 cestou mozaikových vláken.
Funkce hipokampu
Několik teorií se snaží prokázat rozsah funkcí hipokampu. Dvě z nich jsou nejvýznamnější a s největší pravděpodobností správné. Jsou to teorie týkající se paměti a prostoru (1).
V roce 1971 vedl objev buněk hipokampu, které praskají akční potenciál, k posílení hypotézy prostorové teorie.
Tyto buňky totiž reagovaly při zásahu určitých míst v prostoru. Jedná se o takzvaná „pole místa“. Tento objev nás vedl k závěru, že hipokampus skenuje prostor a mapuje prostředí.
V důsledku toho je hipokampus klíčovým centrem prostorové navigace v našem mozku.
To jsou takzvaná „pole místa“. Tento objev nás přivedl k závěru, že hipokampus skenuje prostor a mapuje prostředí. V důsledku toho je hipokampus klíčovým centrem prostorové navigace v našem mozku.
Na druhé straně je hypotéza teorie paměti poněkud starší. Konkrétně pochází z roku 1957. Poté, co důkladné experimenty s odstraněním hipokampu ukázaly, že hipokampus je centrum v mozku zodpovědné za vytváření nových vzpomínek, a to jak vzpomínek na události, tak vzpomínek souvisejících s fakty, získala tato teorie větší vliv.
Dnes se vědci shodují, že hipokampus je klíčovým mozkovým centrem pro paměť. Stále však nevíme přesně se stoprocentní jistotou, jak paměťové procesy probíhají. Někteří vědci se domnívají, že spojuje vzpomínky se zážitky a že je to způsob jejich ukládání.
Jiní se domnívají, že tento proces se podobá vědomému vybavování vzpomínek. Některé teorie říkají, že hipokampus řídí vzpomínky prostřednictvím snižování interference a překrývání podobných zkušeností, což napomáhá rychlým procesům učení.
Podle jiné teorie je hipokampus indexem našeho mozku a zkušeností. Mohli bychom si ho představit jako knižní index, který nám pomáhá najít hledané informace během několika vteřin.
Zajímavé je, že tato teorie říká, že hipokampus ukládá prvky, nikoliv celé zkušenosti. Tato teorie je v rozporu s teorií, která jej pozoruje jako paměť plus zkušenost posílenou vjemy.
Vědci se navíc neshodují v následující otázce. Stávají se dlouhodobé vzpomínky nezávislé na této části mozku, nebo ne? Je kůra mozková sama schopna provádět vybavování vzpomínek?
Jde o známou otázku konsolidace systémů. Vedoucí teorie dnes říká, že hipokampus je nezbytný pro dlouhodobé vybavování kontextově bohatých vzpomínek. Zároveň však není nutný pro sémantické vzpomínky.
Pokud jde o další funkce
hipokampu, můžeme říci, že jeho orbitofrontální kůra souvisí s
regulací stresu a emocí. Kromě toho je zadní temenní kůra
zodpovědná za prostorové zpracování a také za kognitivní procesy.
Hipokampus a naše paměť
Jak již bylo zmíněno, hipokampus hraje klíčovou roli při vytváření, uspořádávání a ukládání nových vzpomínek a také při propojování některých pocitů a vjemů s těmito vzpomínkami (1).
Zjednodušeně řečeno, vůně nebo obraz, stejně jako melodie, mohou často vyvolat vzpomínku. V této situaci hraje roli právě hipokampus.
Různé podoblasti hipokampu hrají důležitou roli v určitých typech paměti. Například zadní část hipokampu se podílí na zpracování prostorových vzpomínek.
Zajímavé je, že zvládání složitých bludišť velkoměsta, zejména jeho ulic, stejně jako jiných podobných bludišťových, složitých vzorců, je spojeno s růstem zadní oblasti hipokampu.
Hipokampus také hraje roli při upevňování paměti během spánku. Studie ukazují, že aktivnější pohyb hipokampu během spánku po nějakém typu tréninku nebo učební zkušenosti vede k lepší paměti následující den.
To však neznamená, že samotné vzpomínky jsou v hipokampu uloženy dlouhodobě. Místo toho se předpokládá, že hipokampus funguje jako určitá forma doručovacího centra.
Zjednodušeně řečeno, přijímá informace, registruje je a dočasně ukládá, než je doručí do dlouhodobé paměti.
Poškození hipokampu
Pokud je jedna strana hipokampu poškozena a zničena, funkce paměti zůstane téměř normální, pokud je druhá strana neporušená. Zajímavé je, že poškození obou stran hipokampu může narušit schopnost vytvářet nové vzpomínky, což je známé jako anterográdní amnézie.
Jelikož hipokampus hraje tak důležitou roli při vytváření nových vzpomínek, může mít poškození této části mozku závažný dlouhodobý vliv na některé typy paměti (2).
Poškození hipokampu bylo zjištěno po postmortální analýze mozku pacientů, kteří trpěli amnézií. Takové poškození souvisí s problémy při vytváření vzpomínek, jako jsou data, události nebo jména.
Přesný účinek poškození hipokampu se může lišit v závislosti na postižené části hipokampu. Výzkumy ukazují, že poškození levého hipokampu ovlivňuje vybavování verbálních informací, zatímco poškození pravého hipokampu vede k problémům s vizuálními informacemi.
Funkce hipokampu se také může s věkem zhoršovat. Ve věku 80 let mohou lidé ztratit téměř 20 % nervových spojení v hipokampu. Ne u všech starších lidí se tento úbytek projevuje, ale ti, u kterých ano, mají horší výsledky paměťových testů.
Snímky lidského mozku magnetickou rezonancí odhalily, že lidský hipokampus se mezi 30. a 80. rokem věku zmenšil asi o 13 procent. Degenerace buněk v hipokampu je také spojována se vznikem Alzheimerovy choroby (2).
Nakonec je zajímavé zabývat se případem z roku 1953. Konkrétně z tohoto roku pochází jedna z prvních studií dysfunkce hipokampu, která byla provedena na pacientovi trpícím epilepsií.
Tento pacient podstoupil chirurgické odstranění hipokampu i okolních struktur. Výsledek operace byl v té době překvapivý. Konkrétně si pacient zachoval všechny své kognitivní funkce.
Byly téměř neporušené. Bohužel nebyl schopen vytvářet nové vzpomínky. Tento stav se nazývá anterográdní amnézie. Nyní víme, že tento typ amnézie vzniká v důsledku dysfunkce hipokampu.
Podívejme se, co se děje v případě Alzheimerovy choroby. Dochází k výraznému úbytku buněk v hipokampu. V důsledku toho pacient trpí poruchami paměti.
Tyto problémy se objevují již v prvních fázích onemocnění. Pacient navíc ztrácí schopnost tvorby nových buněk v hipokampu, což souvisí s depresí. Navíc se u pacienta zvyšuje stres a tento stav souvisí i se schizofrenií.
Tato zjištění tedy dávají do souvislosti hipokampus a neuropsychiatrické onemocnění. Posilují zranitelnost a citlivost struktur této oblasti našeho mozku. Navíc zdůrazňuje nebezpečí lézí, traumat a poranění hipokampu a jeho segmentů.
Nakonec pacienti, kteří trpěli nedostatkem kyslíku v mozku, často trpí i poškozením hipokampu. To obvykle vede k anterográdní amnézii. Kromě toho je trauma hipokampu často spojeno s epileptickými záchvaty a právě v této části mozku se nacházejí.
V důsledku toho může dojít ke stavu zvanému hipokampální skleróza (2). Jedná se o stav úbytku buněk hipokampu.
Závěr
Hipokampus část našeho mozku, která se podobá podkově. Má mnoho důležitých funkcí. Tou jedinou a nejdůležitější je však paměť. Přesněji řečeno přenáší data z krátkodobé do dlouhodobé paměti.
Poškození hipokampu má často za následek ztrátu paměti, neschopnost vytvářet nové vzpomínky a Alzheimerovu chorobu.
- Anand KS, Dhikav V. Hipokampus ve zdraví a nemoci: Přehled. Ann Indian Acad Neurol. 2012 Oct;15(4):239-46. doi: 10.4103/0972-2327.104323. PMID: 23349586; PMCID: PMC3548359. Nalezeno online na adrese: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548359/
- Wible CG. Fyziologie, struktura a funkce hipokampu a neurověda schizofrenie: jednotný popis deficitů deklarativní paměti, deficitů pracovní paměti a schizofrenních symptomů. Behavior Sci (Basel). 2013 Jun 21;3(2):298-315. doi: 10.3390/bs3020298. PMID: 25379240; PMCID: PMC4217628. Nalezeno online na adrese: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4217628/