Hipokamp jest jedną z kluczowych części naszego mózgu. Jest to struktura w kształcie podkowy. Jest on odpowiedzialny za proces przenoszenia danych z pamięci krótkotrwałej do pamięci długotrwałej. Poza tym jest związany z emocjami.
Ta struktura mózgu jest częścią układu limbicznego. Układ limbiczny to najwyższa część struktur podkorowych odpowiedzialnych za emocje, motywację, instynkty, funkcje wegetatywne, uczenie się i pamięć.
Z wyjątkiem hipokampa, układ limbiczny składa się z podwzgórza, okolicy przegrodowej, kory limbicznej, jąder limbicznych, w tym jądra migdałowatego, przodomózgowia podstawnego, jąder przegrodowych, jąder wzgórza przedniego i jąder habenuli, a także części pnia mózgu i dróg limbicznych.
Co więcej, rola hipokampa w układzie limbicznym i samym układzie nerwowym jest niezwykle istotna. Przede wszystkim, hipokamp jest odpowiedzialny za tworzenie, organizację i przechowywanie wspomnień (1).
Po drugie, odgrywa rolę w procesie łączenia doznań ze wspomnieniami. Jest to również związane z konsolidacją pamięci podczas snu.
Położenie i anatomia hipokampa
Obie strony mózgu są symetryczne, a hipokamp znajduje się w obu półkulach (1). Jego anatomia jest niezwykle istotna dla jego funkcji. Mianowicie, ta część naszego mózgu otrzymuje dane wejściowe i wysyła dane wyjściowe przez korę entorhinalną. Jest to struktura położona poniżej przedniego obszaru hipokampa.
Ta część mózgu składa się
z segmentu CA1-4 lub cornu ammonis, subiculum i dentate gyrus.
Co najważniejsze, podregiony hipokampa są połączone przez dwa obwody neuronalne
. Są to obwód monosynaptyczny i obwód trisynaptyczny.
Obwód monosynaptyczny przekazuje
informacje z kory entorhinalnej do CA1 i omija CA3 oraz
gyrus zębaty.
Z drugiej strony obwód trójsynaptyczny wysyła informację do zakrętu zębatego drogą, która perforuje subiculum. Następnie informacja wędruje do CA3 drogą włókien mszystych.
Funkcje hipokampa
Wiele teorii ma na celu udowodnienie zakresu funkcji hipokampa. Dwie z nich są najbardziej znaczące i najbardziej prawdopodobne. Są to teorie związane z pamięcią i przestrzenią (1).
W 1971 roku odkrycie komórek hipokampa, które wybuchają potencjałem czynnościowym, doprowadziło do wzmocnienia hipotezy teorii przestrzennej.
Mianowicie, komórki te reagowały, gdy pewne miejsca w przestrzeni zostały trafione. Są to tak zwane „pola miejsca”. To odkrycie doprowadziło nas do wniosku, że hipokamp skanuje przestrzeń i mapuje środowisko.
W rezultacie hipokamp jest kluczowym ośrodkiem nawigacji przestrzennej w naszym mózgu.
Są to tak zwane „pola miejsca”. Odkrycie to doprowadziło nas do wniosku, że hipokamp skanuje przestrzeń i mapuje środowisko. W rezultacie hipokamp jest kluczowym ośrodkiem nawigacji przestrzennej w naszym mózgu.
Z drugiej strony, hipoteza teorii pamięci jest nieco starsza. Mianowicie, sięga ona 1957 roku. Po tym, jak dokładne eksperymenty z usunięciem hipokampa wykazały, że hipokamp jest ośrodkiem w mózgu odpowiedzialnym za tworzenie nowych wspomnień, zarówno tych dotyczących zdarzeń, jak i faktów, teoria ta stała się bardziej wpływowa.
Dzisiaj naukowcy zgadzają się, że hipokamp jest kluczowym ośrodkiem mózgu odpowiedzialnym za pamięć. Jednak nadal nie wiemy dokładnie ze 100% pewnością, jak zachodzą procesy pamięciowe. Niektórzy naukowcy uważają, że łączy on wspomnienia z doświadczeniami i że jest to sposób ich przechowywania.
Inni uważają, że proces ten przypomina świadome przypominanie sobie wspomnień. Niektóre teorie mówią, że hipokamp kontroluje wspomnienia poprzez redukcję podobnych interferencji i nakładania się doświadczeń, co pomaga w szybkich procesach uczenia się.
Według innej teorii, hipokamp jest indeksem naszego mózgu i doświadczeń. Można o nim myśleć jak o indeksie książek, który pomaga nam znaleźć informacje, których szukamy w ciągu kilku sekund.
Co ciekawe, teoria ta mówi, że hipokamp przechowuje elementy, a nie całe doświadczenie. Teoria ta jest sprzeczna z teorią, która obserwuje ją jako pamięć plus doświadczenie wzmocnione przez doznania.
Co więcej, naukowcy nie zgadzają się co do następującej kwestii. Czy wspomnienia długotrwałe stają się niezależne od tej części mózgu, czy nie? Czy sama kora mózgowa jest w stanie dokonać przywołania pamięci?
Jest to dobrze znane zagadnienie konsolidacji systemów. Wiodąca obecnie teoria mówi, że hipokamp jest niezbędny do długotrwałego przywoływania bogatych w kontekst wspomnień. Jednocześnie nie jest on wymagany dla wspomnień semantycznych.
Jeśli chodzi o inne funkcje
hipokampa, możemy powiedzieć, że jego kora orbitofrontalna jest związana z
regulacją stresu i emocji. Ponadto, tylne kory ciemieniowe
odpowiadają za przetwarzanie przestrzenne, a także procesy poznawcze.
Hipokamp i nasza pamięć
Jak już wspomniano, hipokamp odgrywa kluczową rolę w tworzeniu, organizowaniu i przechowywaniu nowych wspomnień, a także łączeniu niektórych uczuć i doznań z tymi wspomnieniami (1).
Sprosto mówiąc, zapach lub obraz, jak również melodia, często może wywołać pamięć. To właśnie hipokamp odgrywa rolę w tej sytuacji.
Różne podregiony hipokampa odgrywają ważną rolę w niektórych rodzajach pamięci. Na przykład, tylna część hipokampa jest zaangażowana w przetwarzanie wspomnień przestrzennych.
Co ciekawe, zarządzanie złożonymi labiryntami dużego miasta, jego ulicami w szczególności, jak również innymi podobnymi do labiryntów, złożonymi wzorami, jest związane ze wzrostem tylnego regionu hipokampa.
Hipokamp odgrywa również rolę w konsolidacji pamięci podczas snu. Badania pokazują, że bardziej aktywny ruch hipokampa podczas snu po jakimś rodzaju szkolenia lub doświadczenia uczenia się prowadzi do lepszej pamięci następnego dnia.
Nie oznacza to, że wspomnienia same w sobie są przechowywane w hipokampie w dłuższej perspektywie. Zamiast tego uważa się, że hipokamp działa jako forma centrum dostarczania.
Po prostu, odbiera informacje, rejestruje je i tymczasowo przechowuje przed dostarczeniem ich do pamięci długotrwałej.
Uszkodzenia hipokampa
Jeśli jedna strona hipokampa jest uszkodzona i zniszczona, funkcja pamięci pozostanie prawie normalna tak długo, jak długo druga strona jest nienaruszona. Co ciekawe, uszkodzenie obu stron hipokampa może zaburzać zdolność do tworzenia nowych wspomnień, co znane jest jako amnezja anterograde.
Jako że hipokamp odgrywa tak ważną rolę w tworzeniu nowych wspomnień, uszkodzenie tej części mózgu może mieć poważny długoterminowy wpływ na niektóre rodzaje pamięci (2).
Uszkodzenia hipokampa zostały zaobserwowane po pośmiertnej analizie mózgu pacjentów, którzy cierpieli na amnezję. Takie uszkodzenie jest związane z problemami z tworzeniem wspomnień, takich jak daty, wydarzenia czy nazwiska.
Dokładny efekt uszkodzenia hipokampa może się różnić w zależności od części hipokampa, która jest dotknięta. Badania pokazują, że uszkodzenie lewego hipokampa wpływa na przywoływanie informacji werbalnych, podczas gdy uszkodzenie prawego hipokampa prowadzi do problemów z informacjami wizualnymi.
Również, funkcja hipokampa może zmniejszać się z wiekiem. W wieku 80 lat, ludzie mogą stracić prawie 20 procent połączeń nerwowych w hipokampie. Nie wszyscy starsi ludzie wykazują tę utratę, ale ci, którzy to robią, mają gorsze wyniki testów pamięci.
MRI skany ludzkiego mózgu wykazały, że ludzki hipokamp został zmniejszony o około 13 procent między wiekiem 30 i 80. Degeneracja komórek w hipokampie została również powiązana z początkiem choroby Alzheimera (2).
Wreszcie, interesujące jest zajęcie się sprawą sięgającą 1953 roku. Mianowicie, jest to rok jednego z pierwszych badań nad dysfunkcją hipokampa, które przeprowadzono na pacjencie cierpiącym na epilepsję.
Pacjent ten został poddany chirurgicznemu usunięciu hipokampa, jak również struktur otaczających. Wynik operacji był w tamtym czasie zaskakujący. Mianowicie, pacjent zachował wszystkie swoje funkcje poznawcze.
Były one prawie nienaruszone. Niestety, nie był w stanie tworzyć nowych wspomnień. Stan ten nazywany jest amnezją anterograde. Obecnie wiemy, że ten rodzaj amnezji występuje w wyniku dysfunkcji hipokampa.
Przyjrzyjmy się, co dzieje się w przypadku choroby Alzheimera. Dochodzi do znacznej utraty komórek w hipokampie. W wyniku tego pacjent cierpi na deficyty pamięci.
Problemy te występują już w pierwszych stadiach choroby. Ponadto pacjent traci zdolność do wytwarzania nowych komórek w hipokampie, co jest związane z depresją. Co więcej, zwiększa to stres u pacjenta, a ten stan jest powiązany również ze schizofrenią.
W konsekwencji, ustalenia te przynoszą hipokampa i choroby neuropsychiatrycznej do relacji. To wzmacnia podatność i wrażliwość struktur tego regionu naszego mózgu. Ponadto podkreśla niebezpieczeństwa zmian, urazów i urazów hipokampa i jego segmentów.
Finally, pacjentów, którzy cierpieli na niedobór tlenu w mózgu często cierpią z powodu uszkodzenia hipokampa też. Prowadzi to zwykle do amnezji anterograde. Poza tym, uraz hipokampa jest często związany z napadami padaczkowymi, a to właśnie ta część mózgu jest ich miejscem.
W wyniku tego może dojść do stanu zwanego stwardnieniem hipokampa (2). Jest to stan, w którym dochodzi do utraty komórek hipokampa.
Podsumowanie
Hipokamp część naszego mózgu przypominająca podkowę. Pełni on wiele ważnych funkcji. Jednak najważniejszą z nich jest pamięć. Dokładniej mówiąc, przenosi dane z pamięci krótkotrwałej do pamięci długotrwałej.
W rezultacie uszkodzenie hipokampa często prowadzi do utraty pamięci, niezdolności do tworzenia nowych wspomnień i choroby Alzheimera.
- 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. Znalezione online na: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548359/
- Wible CG. Hippocampal physiology, structure and function and the neuroscience of schizophrenia: a unified account of declarative memory deficits, working memory deficits and schizophrenic symptoms. Behav Sci (Basel). 2013 Jun 21;3(2):298-315. doi: 10.3390/bs3020298. PMID: 25379240; PMCID: PMC4217628. Znalezione online na: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4217628/