Hippocampus is een van de belangrijkste delen van onze hersenen. Het is een hoefijzervormige structuur. Het is verantwoordelijk voor het proces van het overbrengen van de gegevens van het korte-termijngeheugen naar het lange-termijngeheugen. Bovendien is het gerelateerd aan emoties.
Deze hersenstructuur is een onderdeel van het limbisch systeem. Het limbisch systeem is het hoogste deel van de subcorticale structuren die verantwoordelijk zijn voor emoties, motivatie, instincten, vegetatieve functies, leren, en geheugen.
Behalve de hippocampus, bestaat het limbisch systeem uit de hypothalamus, septale regio, limbische schors, de limbische kernen, met inbegrip van de amygdala, basale voorhersenen, septale kernen, anterieure thalamische kernen, en habenula kernen, evenals de delen van de hersenstam en de limbische paden.
Bovendien is de rol van de hippocampus in het limbisch systeem en het zenuwstelsel zelf van het grootste belang. In de eerste plaats is de hippocampus verantwoordelijk voor de vorming, organisatie en opslag van herinneringen (1).
Ten tweede speelt het een rol in het proces van het koppelen van de gewaarwordingen aan de herinneringen. Het houdt ook verband met de consolidatie van het geheugen tijdens de slaap.
Positie en anatomie van de hippocampus
Beide zijden van de hersenen zijn symmetrisch, en de hippocampus bevindt zich in beide hemisferen (1). Zijn anatomie is uiterst belangrijk voor zijn functie. Dit deel van onze hersenen ontvangt namelijk input en zendt output uit via de entorhinale cortex. Het is een structuur die zich onder de frontale hippocampus bevindt.
Dit deel van de hersenen bestaat uit
de CA1-4 of het cornu ammonis segment, het subiculum, en de dentate gyrus.
Het belangrijkste is dat de hippocampus subregio’s met elkaar verbonden zijn via twee neurale
circuits. Dat zijn de monosynaptische en de trisynaptische kring.
Het monosynaptische circuit zendt
informatie van de entorhinale cortex naar de CA1 en het omzeilt de CA3 en
de dentate gyrus.
Aan de andere kant zendt de trisynaptische schakeling de informatie naar de dentate gyrus via het pad dat door het subiculum gaat. Vervolgens gaat de informatie naar CA3 via het mosvezelpad.
Hippocampusfuncties
Verschillende theorieën trachten het bereik van de hippocampusfuncties aan te tonen. Twee daarvan zijn de meest prominente en de meest waarschijnlijke om correct te zijn. Dat zijn de theorieën die betrekking hebben op het geheugen en de ruimte (1).
In 1971 leidde een ontdekking van de hippocampuscellen die actiepotentialen doen barsten, tot de versterking van de ruimtelijke theorie-hypothese.
Namelijk reageerden deze cellen wanneer bepaalde plaatsen in de ruimte werden geraakt. Dit zijn de zogenaamde “plaats velden.” Deze ontdekking leidde ons tot de conclusie dat de hippocampus de ruimte scant en de omgeving in kaart brengt.
Daaruit volgt dat de hippocampus het belangrijkste ruimtelijke navigatiecentrum in onze hersenen is.
Dit zijn de zogenaamde “plaatsvelden.” Deze ontdekking leidde ons tot de conclusie dat de hippocampus de ruimte scant en de omgeving in kaart brengt. Als gevolg hiervan is de hippocampus het belangrijkste ruimtelijke navigatiecentrum in onze hersenen.
Aan de andere kant is de geheugentheorie-hypothese wat ouder. Zij dateert namelijk van 1957. Nadat grondige experimenten met het verwijderen van de hippocampus aantoonden dat de hippocampus een centrum in de hersenen is dat verantwoordelijk is voor het vormen van nieuwe herinneringen, zowel gebeurtenis- als feitgerelateerde herinneringen, werd deze theorie invloedrijker.
Heden ten dage zijn wetenschappers het erover eens dat de hippocampus het belangrijkste hersencentrum voor het geheugen is. We weten echter nog steeds niet precies met 100% zekerheid hoe geheugenprocessen verlopen. Sommige wetenschappers geloven dat het herinneringen koppelt aan ervaringen en dat dit de wijze is waarop ze worden opgeslagen.
Anderen denken dat het proces lijkt op een bewuste herinnering aan herinneringen. Sommige theorieën zeggen dat de hippocampus herinneringen controleert door interferentie en overlapping van gelijksoortige ervaringen te verminderen, wat snelle leerprocessen bevordert.
Volgens een andere theorie is de hippocampus een index van onze hersenen en ervaringen. Je zou het kunnen zien als een boekenindex die ons helpt de informatie die we zoeken in luttele seconden te vinden.
Interessant is dat deze theorie zegt dat de hippocampus de elementen opslaat, niet de hele ervaring. Deze theorie is in strijd met de theorie die het als geheugen plus ervaring waarneemt, versterkt door gewaarwordingen.
Daarnaast zijn wetenschappers het oneens over de volgende kwestie. Worden de lange-termijn herinneringen onafhankelijk van dit deel van de hersenen of niet? Is de cortex zelf in staat om de herinnering op te roepen?
Dit is de bekende kwestie van systeemconsolidatie. De leidende theorie vandaag zegt dat de hippocampus noodzakelijk is voor de lange termijn herinnering van de context-rijke herinneringen. Tezelfdertijd is ze niet vereist voor semantische herinneringen.
Wat de andere functies van de hippocampus betreft, kunnen we zeggen dat de orbitofrontale cortex verband houdt met de
regulatie van stress en emoties. Bovendien zijn de achterste pariëtale cortex
verantwoordelijk voor ruimtelijke verwerking, evenals voor cognitieve processen.
Hippocampus en ons geheugen
Zoals reeds vermeld, speelt de hippocampus een sleutelrol bij het creëren, organiseren en opslaan van nieuwe herinneringen, alsook bij het verbinden van sommige gevoelens en gewaarwordingen met die herinneringen (1).
Een geur of een beeld, maar ook een melodie, kunnen vaak een herinnering opwekken. Het is de hippocampus die in deze situatie een rol speelt.
Verschillende subregio’s van de hippocampus spelen een belangrijke rol bij bepaalde soorten geheugen. Zo is de achterkant van de hippocampus betrokken bij de verwerking van ruimtelijke herinneringen.
Interessant is dat het beheren van complexe doolhoven van een grote stad, de straten in het bijzonder, evenals andere soortgelijke doolhof-achtige, complexe patronen, is gekoppeld aan de groei van de achterste regio van de hippocampus.
De hippocampus speelt ook een rol bij het consolideren van het geheugen tijdens de slaap. Studies tonen aan dat een actievere hippocampusbeweging tijdens de slaap na een of andere training of leerervaring leidt tot een beter geheugen de volgende dag.
Dit betekent niet dat de herinneringen zelf op de lange termijn in de hippocampus worden opgeslagen. In plaats daarvan wordt verondersteld dat de hippocampus fungeert als een vorm van een leveringscentrum.
Vereenvoudig gezegd: de hippocampus ontvangt de informatie, registreert ze en slaat ze tijdelijk op voordat ze in het langetermijngeheugen wordt opgeslagen.
Schade aan de hippocampus
Als één kant van de hippocampus wordt beschadigd en vernietigd, blijft de geheugenfunctie vrijwel normaal zolang de andere kant intact is. Interessant is dat schade aan beide zijden van de hippocampus het vermogen om nieuwe herinneringen te vormen kan verstoren, wat bekend staat als anterograde amnesie.
Omdat de hippocampus zo’n belangrijke rol speelt bij de vorming van nieuwe herinneringen, kan schade aan dit deel van de hersenen op lange termijn een ernstig effect hebben op bepaalde soorten geheugen (2).
Hippocampusschade werd waargenomen na post-mortem hersenonderzoek bij patiënten die leden aan geheugenverlies. Dergelijke schade houdt verband met problemen bij de vorming van herinneringen zoals datums, gebeurtenissen of namen.
Het precieze effect van de schade aan de hippocampus kan variëren afhankelijk van het deel van de hippocampus dat is aangetast. Uit onderzoek blijkt dat schade aan de linkerhippocampus het herinneren van verbale informatie beïnvloedt, terwijl schade aan de rechterhippocampus leidt tot problemen met visuele informatie.
Ook kan de functie van de hippocampus afnemen met de leeftijd. Tegen de leeftijd van 80 jaar kunnen mensen bijna 20 procent van de zenuwverbindingen in de hippocampus verliezen. Niet alle ouderen vertonen dit verlies, maar degenen die dat wel vertonen, hebben een slechter resultaat bij geheugentests.
MRI-scans van de menselijke hersenen toonden aan dat de menselijke hippocampus tussen de leeftijd van 30 en 80 jaar met ongeveer 13 procent was verminderd. Celdegeneratie in de hippocampus is ook in verband gebracht met het ontstaan van de ziekte van Alzheimer (2).
Tot slot is het interessant om een geval te behandelen dat dateert uit 1953. Dit is namelijk het jaar van een van de eerste onderzoeken naar de disfunctie van de hippocampus, die werden uitgevoerd op een patiënt die leed aan epilepsie.
Bij deze patiënt werd de hippocampus operatief verwijderd, evenals de omliggende structuren. Het resultaat van de operatie was op dat moment verrassend. De patiënt behield namelijk al zijn cognitieve functies.
Ze waren bijna intact. Helaas was hij niet in staat om nieuwe herinneringen te maken. Deze toestand wordt anterograde amnesie genoemd. We weten nu dat dit type amnesie optreedt als gevolg van disfunctie van de hippocampus.
Laten we eens kijken wat er gebeurt in het geval van de ziekte van Alzheimer. Er vindt een aanzienlijk celverlies plaats in de hippocampus. Als gevolg daarvan lijdt de patiënt aan geheugenstoornissen.
Deze problemen doen zich voor in de allereerste stadia van de ziekte. Bovendien verliest de patiënt het vermogen om nieuwe cellen in de hippocampus aan te maken, wat verband houdt met depressie. Bovendien neemt de stress bij de patiënt toe en wordt deze aandoening ook in verband gebracht met schizofrenie.
Dientengevolge brengen deze bevindingen de hippocampus en neuropsychiatrische ziekte in verband. Het versterkt de kwetsbaarheid en gevoeligheid van de structuren van dit gebied van onze hersenen. Bovendien benadrukt het de gevaren van letsels, trauma’s en verwondingen van de hippocampus en zijn segmenten.
Ten slotte lijden patiënten die zuurstofgebrek in de hersenen hebben opgelopen vaak ook aan schade aan de hippocampus. Dit leidt meestal tot anterograde amnesie. Bovendien is een hippocampustrauma vaak gerelateerd aan epileptische aanvallen, en het is dit deel van de hersenen dat deze aanvallen huisvest.
Als gevolg hiervan kan een aandoening optreden die hippocampale sclerose (2) wordt genoemd. Het is een toestand van verlies van de cellen van de hippocampus.
Conclusie
Hippocampus een deel van onze hersenen dat lijkt op een hoefijzer. Het heeft vele belangrijke functies. De belangrijkste is echter het geheugen. Meer precies, het brengt de gegevens van het kortetermijngeheugen over naar het langetermijngeheugen.
Als gevolg hiervan resulteert schade aan de hippocampus vaak in geheugenverlies, onvermogen om nieuwe herinneringen te vormen, en de ziekte van Alzheimer.
- Anand KS, Dhikav V. Hippocampus in gezondheid en ziekte: Een overzicht. Ann Indian Acad Neurol. 2012 Oct;15(4):239-46. doi: 10.4103/0972-2327.104323. PMID: 23349586; PMCID: PMC3548359. Online gevonden op: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548359/
- Wible CG. Hippocampal fysiologie, structuur en functie en de neurowetenschappen van schizofrenie: een verenigd verslag van declaratieve geheugen tekorten, werkgeheugen tekorten en schizofrenie symptomen. Behav Sci (Basel). 2013 Jun 21;3(2):298-315. doi: 10.3390/bs3020298. PMID: 25379240; PMCID: PMC4217628. Online gevonden op: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4217628/