A hippocampus agyunk egyik legfontosabb része. Ez egy patkó alakú szerkezet. Felelős az adatoknak a rövid távú memóriából a hosszú távú memóriába való átviteléért. Emellett az érzelmekkel is kapcsolatban áll.
Ez az agyi struktúra a limbikus rendszer része. A limbikus rendszer az érzelmekért, a motivációért, az ösztönökért, a vegetatív funkciókért, a tanulásért és a memóriáért felelős szubkortikális struktúrák legmagasabb része.
A hippokampusz kivételével a limbikus rendszer a hipotalamuszból, a szeptális régióból, a limbikus kérgéből, a limbikus magokból, köztük az amygdalából, a bazális előagyból, a szeptális magokból, az elülső talamuszmagokból és a habenula magokból, valamint az agytörzs és a limbikus pályák részeiből áll.
Mindenekelőtt a hippokampusz szerepe a limbikus rendszerben és magában az idegrendszerben kiemelkedő jelentőségű. Mindenekelőtt a hippokampusz felelős az emlékek kialakításáért, szervezéséért és tárolásáért (1).
Másrészt szerepet játszik az érzetek és az emlékek összekapcsolásának folyamatában. Az alvás alatti emlékezeti konszolidációhoz is kapcsolódik.
A hippokampusz elhelyezkedése és anatómiája
Az agy mindkét oldala szimmetrikus, és a hippokampusz mindkét féltekén található (1). Anatómiája rendkívül fontos a működése szempontjából. Agyunknak ez a része ugyanis bemenetet kap és kimenetet küld az entorhinális kéregen keresztül. Ez a struktúra a frontális hippokampusz régió alatt helyezkedik el.
Ez az agyrész a
CA1-4 vagy a cornu ammonis szegmensből, a subiculumból és a gyrus dentatusból áll.
A legfontosabb, hogy a hippokampusz alrégiói két neurális
áramkörön keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Ezek a monoszinaptikus és a triszinaptikus áramkör.
A monoszinaptikus áramkör az entorhinális kéregből továbbítja
az információt a CA1-be, és megkerüli a CA3-at és
a gyrus dentát.
A másik oldalon a triszinaptikus áramkör a subiculumot átszelő úton keresztül küldi az információt a gyrus dentatusba. Ezután az információ a mohaszálas pályán keresztül a CA3-ba jut.
A hippokampusz funkciói
A hippokampusz funkcióinak körét több elmélet is igyekszik bizonyítani. Ezek közül kettő a legismertebb és a legvalószínűbb, hogy helytálló. Ezek a memóriával és a térrel kapcsolatos elméletek (1).
1971-ben a hippokampusz akciós potenciált kirobbanó sejtjeinek felfedezése a térelméleti hipotézis megerősödéséhez vezetett.
Név szerint ezek a sejtek akkor reagáltak, amikor a térben bizonyos helyeket érintettek. Ezek az úgynevezett “helymezők”. Ez a felfedezés arra a következtetésre vezetett, hogy a hippokampusz letapogatja a teret és feltérképezi a környezetet.
A hippokampusz ennek következtében az agyunk kulcsfontosságú térbeli navigációs központja.
Ezek az úgynevezett “helymezők”. Ez a felfedezés vezetett arra a következtetésre, hogy a hippokampusz letapogatja a teret és feltérképezi a környezetet. Ennek eredményeként a hippokampusz az agyunk kulcsfontosságú térbeli navigációs központja.
Az emlékezetelméleti hipotézis viszont valamivel régebbi. Nevezetesen 1957-re nyúlik vissza. Miután alapos hippokampusz-eltávolítási kísérletek kimutatták, hogy a hippokampusz az agyban az új emlékek – mind az eseményekkel, mind a tényekkel kapcsolatosak – kialakításáért felelős központ, ez az elmélet egyre befolyásosabbá vált.
Mára a tudósok egyetértenek abban, hogy a hippokampusz az emlékezet kulcsfontosságú agyi központja. Azonban még mindig nem tudjuk pontosan, 100%-os bizonyossággal, hogyan zajlanak a memóriafolyamatok. Egyes tudósok úgy vélik, hogy az emlékeket az élményekhez kapcsolja, és ez a tárolás módja.
Mások szerint a folyamat az emlékek tudatos felidézéséhez hasonlít. Egyes elméletek szerint a hippokampusz a hasonló tapasztalatok interferenciájának és átfedésének csökkentésével irányítja az emlékeket, ami segíti a gyors tanulási folyamatokat.
Egy másik elmélet szerint a hippokampusz az agyunk és a tapasztalataink mutatója. Úgy is elképzelhetjük, mint egy könyvmutatót, amely segít nekünk másodpercek alatt megtalálni a keresett információt.
Érdekes módon ez az elmélet azt mondja, hogy a hippokampusz az elemeket tárolja, nem pedig a teljes élményt. Ez az elmélet ellentétben áll azzal az elmélettel, amely az emlékezetet plusz az érzékelésekkel megerősített élményként figyeli meg.
A tudósok továbbá nem értenek egyet a következő kérdésben. Függetlenné válnak-e a hosszú távú emlékek az agy ezen részétől, vagy sem? Maga az agykéreg képes-e elvégezni az emlékfelidézést?
Ez a rendszerek konszolidációjának jól ismert kérdése. A ma vezető elmélet szerint a hippokampusz szükséges a kontextusban gazdag emlékek hosszú távú felidézéséhez. Ugyanakkor a szemantikus emlékekhez nincs rá szükség.
A hippokampusz egyéb funkcióit illetően
elmondhatjuk, hogy az orbitofrontális kéreg a
stressz és az érzelmek szabályozásához kapcsolódik. Továbbá a hátsó parietális kéreg
a térbeli feldolgozásért, valamint a kognitív folyamatokért felelős.
A hippokampusz és az emlékezetünk
Mint már említettük, a hippokampusz kulcsszerepet játszik az új emlékek létrehozásában, rendszerezésében és tárolásában, valamint egyes érzések és érzetek összekapcsolásában ezekkel az emlékekkel (1).
Egyszerűen fogalmazva, egy illat vagy egy kép, valamint egy dallam gyakran kiválthat egy emléket. Ebben a helyzetben a hippokampusz játszik szerepet.
A hippokampusz különböző alrégiói fontos szerepet játszanak bizonyos típusú emlékekben. A hippokampusz hátsó része például a térbeli emlékek feldolgozásában vesz részt.
Érdekes, hogy egy nagyváros bonyolult labirintusainak, különösen utcáinak, valamint más hasonló labirintusszerű, összetett mintáknak a kezelése a hippokampusz hátsó régiójának növekedéséhez kapcsolódik.
A hippokampusz az alvás alatti memória megszilárdításában is szerepet játszik. Vizsgálatok azt mutatják, hogy az alvás közbeni aktívabb hippokampusz-mozgás valamilyen tréning vagy tanulási tapasztalat után másnap jobb memóriához vezet.
Ez nem jelenti azt, hogy maguk az emlékek hosszú távon tárolódnak a hippokampuszban. Ehelyett úgy gondolják, hogy a hippokampusz egyfajta átadóközpontként működik.
Egyszerűen fogalmazva, fogadja az információt, regisztrálja és átmenetileg tárolja, mielőtt a hosszú távú memóriába juttatja.
A hippokampusz károsodása
Ha a hippokampusz egyik oldala károsodik és megsemmisül, az emlékezeti funkció szinte normális marad, amíg a másik oldal ép. Érdekes módon a hippokampusz mindkét oldalának károsodása zavarhatja az új emlékek kialakításának képességét, amit anterográd amnéziának nevezünk.
Mivel a hippokampusz olyan fontos szerepet játszik az új emlékek kialakításában, az agy ezen részének károsodása hosszú távon komoly hatással lehet az emlékezet bizonyos típusaira (2).
A hippokampusz károsodását amnéziában szenvedő betegek post mortem agyvizsgálata után figyelték meg. Az ilyen károsodás az olyan emlékek, mint a dátumok, események vagy nevek kialakulásának problémáival függ össze.
A hippokampusz károsodásának pontos hatása a hippokampusz érintett részétől függően változhat. A kutatások azt mutatják, hogy a bal hippokampusz károsodása befolyásolja a verbális információk felidézését, míg a jobb hippokampusz károsodása a vizuális információkkal kapcsolatos problémákhoz vezet.
A hippokampusz működése az életkor előrehaladtával szintén csökkenhet. Az emberek 80 éves korukra a hippokampuszban lévő idegkapcsolatok közel 20 százalékát elveszíthetik. Nem minden idős embernél jelentkezik ez a veszteség, de akiknél igen, azoknál rosszabb a memóriateszt eredménye.
Az emberi agy MRI-vizsgálatai kimutatták, hogy az emberi hippokampusz 30 és 80 éves kor között körülbelül 13 százalékkal csökkent. A hippokampusz sejtdegenerációját az Alzheimer-kór kialakulásával is összefüggésbe hozták (2).
Végezetül érdekes foglalkozni egy 1953-as esettel. Ebben az évben készült ugyanis az egyik első hippokampusz diszfunkciós vizsgálat, amelyet egy epilepsziában szenvedő betegen végeztek.
Ez a beteg a hippokampusz, valamint a környező struktúrák sebészi eltávolításán esett át. A műtét eredménye akkoriban meglepő volt. A beteg ugyanis megtartotta minden kognitív funkcióját.
Majdnem teljesen épek voltak. Sajnos új emlékeket nem volt képes létrehozni. Ezt az állapotot anterográd amnéziának nevezik. Ma már tudjuk, hogy ez a fajta amnézia a hippokampusz működési zavara következtében következik be.
Nézzük meg, mi történik az Alzheimer-kór esetében. A hippokampuszban jelentős sejtvesztés következik be. Ennek következtében a beteg memóriazavarban szenved.
Ezek a problémák a betegség legelső szakaszában jelentkeznek. Továbbá a beteg elveszíti az új sejtek termelődésének képességét a hippokampuszban, ami összefügg a depresszióval. Ráadásul növeli a stresszt a betegben, és ez az állapot a skizofréniával is összefüggésbe hozható.
Ezek az eredmények tehát összefüggésbe hozzák a hippokampuszt és a neuropszichiátriai betegségeket. Megerősíti agyunk e régiójának struktúráinak sebezhetőségét és érzékenységét. Továbbá hangsúlyozza a hippokampusz és szegmensei sérüléseinek, traumáinak és sérüléseinek veszélyeit.
Végezetül, azok a betegek, akik az agyban oxigénhiányt szenvedtek, gyakran szenvednek hippokampusz-károsodást is. Ez általában anterográd amnéziához vezet. Emellett a hippokampusz sérülése gyakran összefügg az epilepsziás rohamokkal, és az agynak ez a része ad otthont ezeknek.
Ezek következtében kialakulhat a hippokampusz-szklerózis (2) nevű állapot. Ez a hippokampusz sejtjeinek elvesztésének állapota.
Következtetés
A hippokampusz agyunk patkóra emlékeztető része. Számos fontos funkciója van. Az egyetlen legfontosabb azonban a memória. Pontosabban a rövid távú memóriából a hosszú távú memóriába továbbítja az adatokat.
A hippokampusz károsodása ezért gyakran memóriavesztéshez, új emlékek kialakításának képtelenségéhez és Alzheimer-kórhoz vezet.
- Anand KS, Dhikav V. Hippocampus in health and disease: An overview. Ann Indian Acad Neurol. 2012 Oct;15(4):239-46. doi: 10.4103/0972-2327.104323. PMID: 23349586; PMCID: PMC3548359. Online megtalálható a következő címen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548359/
- Wible CG. A hippokampusz fiziológiája, szerkezete és működése és a szkizofrénia idegtudománya: a deklaratív memória hiányosságainak, a munkamemória hiányosságainak és a szkizofrén tünetek egységes beszámolója. Behav Sci (Basel). 2013 Jun 21;3(2):298-315. doi: 10.3390/bs3020298. PMID: 25379240; PMCID: PMC4217628. Online megtalálható a következő címen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4217628/