Гиппокамп что это такое
Нейрогенез гиппокампа как мишень для лечения психических расстройств
2%) и шизофренией (1,1%).
Многие работы в области нейрогенеза у человека сосредоточены на судорожной активности и эпилепсии, которая, как известно, значительно увеличивает нейрогенез как у грызунов, так и у людей.
Несколько аспектов нейрогенеза остаются для нас неуловимыми. В частности, стволовые клетки гиппокампа трудно исследовать частично, потому что они делятся редко, а предполагаемые стволовые клетки экспрессируют маркеры незрелых астроцитов и поддерживают уникальную морфологию с сомой неправильной формы и сложным рядом процессов во внутреннем молекулярном слое. Кроме того, остается неясным, в какой момент клетки-предшественники «обречены» стать нейронами. В условиях культивирования происходящие из гиппокампа предшественники могут дифференцироваться в три отличительные линии, включая нейроны, астроциты и олигодендроциты. Однако, в нормальных условиях in vivo подавляющее большинство (70–90%) выживших взрослых клеток становятся нейронами. Кроме того, поведенческое и функциональное значение нейрогенеза у взрослых остается недостаточно понятным, хотя недавние исследования подчеркивают, что новые гранулярные нейроны могут играть роль в дискретных задачах памяти гиппокампа и в аспектах регуляции настроения.
Многие препятствия стоят на пути полного использования нейрогенеза гиппокампа для лечения психических заболеваний и других нарушений головного мозга. Одним из наиболее очевидных пробелов в знаниях является отсутствие понимания различий между нейрогенезом грызунов и человека. Более конкретно, почти ничего не известно о нейрогенезе человека, за исключением того, что он сохраняется во взрослой жизни. Требуется больше информации о степени нейрогенеза, функции генерируемых взрослыми нейронов, расположении и функции взрослой стволовой клетки и даже о том, повторяются ли стадии нейрогенеза, которые так хорошо охарактеризованы у грызунов, у человека. Нам также необходимо лучше понять, как новые нейроны интегрируются в гиппокампальную схему.
Широко используемые подходы для подавления нейрогенеза гиппокампа, такие как облучение черепа, оказываются очень полезными для выявления новых ролей нейрогенеза у взрослых при психических расстройствах, таких как зависимость. Возможно, использование таких подходов более широко и строго позволит нам узнать больше о том, как мы можем стимулировать миграцию генерируемых SGZ нейронов в близлежащие регионы, как это было показано в других областях мозга. Это потенциально позволило бы направленную миграцию генерируемых взрослыми нейронов к месту патологии при каждом заболевании головного мозга, что значительно повысило бы полезность этого подхода для трансляционного использования.
За что отвечает гиппокамп и миндалевидное тело в головном мозге
Даже далекие от нейронаук люди наверняка что-то слышали о гиппокампе. Это участок мозга, который служит важным центром памяти. В нем формируется кратковременная память и начинается ее превращение в долговременную.
Как и другие парные нервные структуры, он дублируется в каждом полушарии: две части связаны между собой нервными волокнами. Однако их принято называть в единственном числе: гиппокамп, а не гиппокампы.
Одна из главных функций гиппокампа — это пространственное ориентирование, запоминание местности. Он содержит особые клетки, которые реагируют на окружающий ландшафт. Их называют нейронами места. Они реагируют на специфическое место и на переход из одного окружения в другое, запоминая разнообразные «карты местности» и вспоминая их, когда человек возвращается туда, где уже когда-то побывал.
Гиппокамп — важнейший для формирования визуально-пространственных представлений отдел мозга. Интересно, например, что у лондонских водителей такси, которые в силу особенностей профессии обязаны запоминать бесчисленное количество извилистых улочек, размер гиппокампа увеличен, потому что именно он получает дополнительную тренировку (как установили исследования Maguire et. al., 2000).
Другой тип навигационных нейронов — grid-нейроны, или нейроны решетки — располагаются в энторинальной коре, которая считается частью гиппокампа. Они работают по принципу GPS-системы: разбивают пространство на шестиугольные фрагменты, делая его похожим на огромную решётку с точками координат. Они возбуждаются по очереди, пока индивидуум передвигается в пространстве. В отличие от нейронов места grid-клетки не запоминают местность, а просто задают систему координат, в которой мозгу удобно описывать конкретный ландшафт и собственные перемещения*.
*За открытие пространственных нейронов американский нейробиолог Джон О’Кифи и норвежские исследователи Мэри-Бритт и Эдвард Мозеры получили Нобелевскую премию в 2014 году.
В энторинальной коре имеются и другие типы нейронов, отвечающие за ориентирование и запоминание: нейроны положения головы, нейроны границы, нейроны скорости движения, контекстно-зависимые нейроны, возбуждающиеся в зависимости от прошлого (ретроспективы) или ожидаемого будущего (перспективы).
Однако в мозгу редко встречаются структуры, которые специализируются исключительно на чем-то одном. Особенно если это такие сложные психические функции, как память. Гиппокамп здесь не исключение. Он включен в лимбическую систему: одну из самых древних структур мозга, которая отвечает также за эмоции и мотивацию.
Лимбическая система включат в себя базальные ганглии, гиппокамп, миндалевидное тело, гипоталамус и гипофиз. Некоторые ученые считают, что к этой системе также относятся определенные области коры (например, поясная кора и островок).
Гиппокамп — точнее, его передняя часть — активно участвует в управлении эмоциями.
Его эмоциональным функциям посвящена статья в Current Biology, опубликованная учеными из Университета Торонто. Анетт Шумахер (Anett Schumacher) и ее коллеги экспериментировали с поведением крыс. Исследовался конфликт «приближение — избегание».
Это стандартный психологический тест, когда нужно выбрать, ввязываться ли в какую-то стрессовую ситуацию или постараться ее избежать. Выбор зависит от того, насколько вам страшно в сложившихся обстоятельствах. Например, вас зовут в гости, но вы знаете, что встретите там очень неприятного человека. Но в гости все же хочется, и вы начинаете прислушиваться к себе. Сильно ли вы боитесь стресса и дискомфорта, который может произойти в ситуации нежелательной встречи?
Примерно так же реагируют и крысы. Они могут либо решиться на конфликт с другой крысой, либо уклониться от него.
Оказалось, что если у животных подавлять активность нейронов в зоне CA1 гиппокампа, они стараются конфликта избегать. Если же подавлять активность в другой зоне гиппокампа, в зоне CA3, то крысы, наоборот, смело ввязываются в схватку (т.е., в норме CA3 препятствует конфликтам, а CA1 — поддерживает их).
Обе эти зоны участвуют в обработке информации. Она идет от зубчатой извилины гиппокампа сначала в CA3, а потом из CA3 в CA1. Однако в том, что касается эмоций, CA3 и CA1 действуют противоположным образом: одна — за, другая — против конфликта.
Очевидно, в жизни обычно все решает баланс и пропорциональная активность обеих участков. Можно предположить, что если в поведении проявляется патологическая тревожность, если по любому, даже самому ничтожному поводу возникает сильный страх и нежелание что-либо делать, то причиной тому могут быть аномалии в работе гиппокампа.
Однако прежде чем планировать тут какие-то новые методы лечения депрессий и хронических тревожностей, нужно более подробно изучить, как гиппокамп влияет на эмоциональную сферу у людей. Не менее интересно, как влияют друг на друга те функции гиппокампа, которые связаны с памятью, и те, которые связаны с эмоциями. Возможно, благодаря ему наши воспоминания делятся на приятные и неприятные.
Ранее считалось, что центром страха и оценки угроз является миндалевидное тело. Однако потом было установлено, что миндалина отвечает не только за тревогу, но и за другие эмоции, даже за чувство удовольствия. У хищников миндалевидное тело еще и управляет охотничьим поведением. Правое и левое миндалевидные тела отличаются по функциям. Так, электростимуляция правой миндалины вызывает преимущественно негативные эмоции, страх и грусть. Стимуляция левой — положительные (счастье, удовольствие).
При оценке опасности гиппокамп и миндалевидное тело работают слаженно. Как ваш мозг определяет, какое решение принять? Предположим, вы идете по лесу, тропинка сворачивает, и вы вдруг замечаете изогнутую линию на земле прямо под ногами, подозрительно напоминающую змею. Чтобы упростить сложный процесс, за несколько десятых долей секунды световое отражение от этого изогнутого объекта попадает в затылочную кору (ответственную за обработку визуальной информации) и преображается в наделенный смыслом образ.
После этого затылочная кора передает изображение этого образа в двух направлениях: к гиппокампу (он оценит, насколько этот объект связан с потенциальными угрозами или возможностями) и к префронтальной коре другим частям мозга (для более детального и требующего больше времени анализа).
Гиппокамп тут же на всякий случай сопоставляет образ с объектами из списка опасностей «сначала отпрыгни, потом подумаешь». Изогнутые формы числятся в этом списке, и потому в миндалевидное тело направляется сигнал с высоким приоритетом: «Осторожнее!». Миндалевидное тело, которое работает как встроенная в мозг сигнализация, передает сигналы общей тревоги в другие отделы мозга, а также специальный скоростной сигнал — нейронным и гормональным системам, участвующим в осуществлении реакции «бей или беги» (Rasia-Filho, Londero, and Achaval, 2000). И всего спустя секунду после того, как вы заметили на земле изогнутую форму, вы инстинктивно отпрыгнете от нее подальше.
Во время стрессовых реакций надпочечными железами выделяется гормон кортизол. Он стимулирует миндалевидное тело и тормозит работу гиппокампа (который обычно тормозит миндалину). Кортизол подавляет иммунную систему, чтобы уменьшить воспаление ран. Кроме того, он увеличивает скорость стрессовых реакций.
В этот момент репродуктивные системы отодвигаются на второй план — не время заниматься сексом, когда нужно убегать или прятаться. То же самое касается пищеварения: уменьшается выделение слюны, замедляется перистальтика кишечника, поэтому у вас могут появиться сухость во рту и неприятные ощущения в животе.
Когда событие расценивается как негативное, гиппокамп следит за тем, чтобы память о нем сохранилась для дальнейшего использования. «Обжегшись на молоке, дуют на воду» — эта поговорка прямо относится к его работе. Иногда такая бдительность бывает оправданной, но чаще она избыточна, и управляют ею реакции миндалевидного тела и гиппокампа, вызванные событиями из прошлого, вероятность повторения которых ничтожно мала. Тревога, которую вы ощущаете в результате, бесполезна и неприятна, она заставляет ваш мозг и тело слишком сильно реагировать на незначительные раздражители.
Воспоминание активируется благодаря тому, что масштабный набор нейронов и синапсов начинает работать по определенной схеме. Если вы вспоминаете что-то одно и одновременно думаете о другом (в частности, если одна из мыслей крайне приятна или неприятна), то миндалевидное тело и гиппокамп автоматически формируют ассоциацию между нейронными схемами, связанными с этими мыслями (Pare, Collins, and Pelletier, 2002). А после этого, когда воспоминание перестанет вами осознаваться, оно вернется в хранилище памяти вместе с новыми ассоциациями.
Кроме того, миндалевидное тело участвует в формировании имплицитной памяти (следов прошлого опыта, которые остаются за рамками сознательного восприятия). Оно становится активнее и все чаще придает имплицитным воспоминаниям оттенки страха, усиливая тем самым личностную тревогу (которая сохраняется независимо от ситуации). А гиппокамп — отдел мозга, играющий важнейшую роль в формировании эксплицитной памяти (ясных образов того, что действительно случилось).
Известно, что кортизол и связанные с ним глюкокортикоидные гормоны ослабляют уже сформированные синаптические соединения в гиппокампе и тормозят формирование новых.
Более того, гиппокамп — один из немногих отделов мозга, способный производить новые нейроны. Этот процесс называется нейрогенез. Он увеличивает открытость сетей памяти для нового обучения (Gould et al., 1999). А глюкокортикоидные гормоны препятствуют этом процессу, тем самым мешая гиппокампу формировать новые воспоминания.
Поэтому на работу гиппокампа влияет количество сахара в крови. Высокие показатели, нарушенная переносимость глюкозы (например, вследствие высокого потребления сахара в пище) изматывают гиппокамп и угнетают его функции. Это может приводить к когнитивными расстройствами в старости (Messier and Gagnon, 2000). Поэтому лучше избегать употребления рафинированного сахара, а также продуктов с его высокой концентрацией (особенно в сладких напитках).
Слишком чувствительное миндалевидное тело и ослабленный гиппокамп — плохое сочетание. Из-за этого негативный опыт может запечатлеться в имплицитной памяти со всеми искажениями и преувеличениями, которые дарит нам разгоряченное миндалевидное тело. В то же время точных эксплицитных воспоминаний у нас не останется. Мы почувствуем себя примерно так: «Что-то случилось, не знаю что, но я очень расстроен».
Этим можно объяснить, почему люди, пережившие травматический опыт, иногда диссоциируются от случившегося с ними, сохраняя при этом повышенную чувствительность к любым триггерам, напоминающим о произошедшем на бессознательном уровне. В менее экстремальных ситуациях несколько зарядов от перевозбужденного миндалевидного тела и ослабленный гиппокамп могут привести к ощущению легкого расстройства, сохраняющегося у вас большую часть времени без видимых причин.
Причины и виды склероза гиппокампа
Склероз гиппокампа – это одна из форм эпилепсии, причиной которой является патология отделов лимбической системы головного мозга. Основным генератором эпилептической активности считается глиоз в сочетании с атрофией кортикальной пластинки подлежащего белого вещества. Для диагностики заболевания неврологи Юсуповской больницы применяют современные методы инструментального исследования, выполняют лабораторные анализы и малоинвазивные диагностические процедуры.
Склероз гиппокампа сопровождается потерей нейронов и рубцеванием самой глубокой части височной доли. Часто обусловлено серьезными травмами головного мозга. Бывает левосторонним и правосторонним. Повреждение головного мозга вследствие травмы, новообразования, инфекции, недостатка кислорода или неконтролируемых спонтанных припадков приводит к образованию рубцовой ткани гиппокампа. Он начинает атрофироваться, нейроны отмирают и формируют рубцовую ткань.
На основании структурных изменений выделяют два основных вида эпилепсии височной доли:
Причины
Известны следующие причины склероза гиппокампа:
Сегодня основными считаются следующие теории развития склероза гиппокампа:
Симптомы
Склероз гиппокампа обычно приводит к очаговой эпилепсии. Эпилептические припадки появляются в группах или по отдельности. Они бывают комплексными, начинающимися со странных неописуемых ощущений, галлюцинаций или иллюзий с последующим оцепенением взгляда, пищевыми и ротаторными автоматизмами. Продолжаются около двух минут. При прогрессировании могут отмечаться генерализованные тонико-клонические судороги.
Приступы при склерозе гиппокампа могут сопровождаться различными симптомами:
У пациентов развивается нарушение когнитивных способностей (памяти, мышления, способности сконцентрироваться). Припадки, вследствие которых нарушается деятельность мозга, могут приводить к внезапной потере сознания, а также к вегетативной сердечной дисфункции. У пациентов с левосторонним склерозом гиппокампа более серьёзная парасимпатическая дисфункция по сравнению с пациентами, страдающими правосторонним мезиальным склерозом.
Приступы эпилепсии сопровождаются слуховыми или вестибулярными галлюцинациями, отрыжкой или вегетативными проявлениями, парестезиями и односторонними подергиваниями лица. Пациенты отмечают трудность обучения, нарушения памяти. Они конфликтны, эмоционально лабильны, обладают повышенным чувством долга.
Для диагностики заболевания врачи Юсуповской больницы применяют следующие методы обследования:
Исследование выполняют на современной аппаратуре ведущих мировых производителей.
Лечение
Для уменьшения симптомов заболевания неврологи Юсуповской больницы назначают противоэпилептические препараты. Средством первого выбора является Карбамазепин. К препаратам второго выбора относятся Вальпроат, Дифенин и Гексамидин. После лечения у части пациентов прекращаются приступы, наступает продолжительная ремиссия.
При устойчивости к проводимой терапии и прогрессировании склероза гиппокампа хирургическое лечение проводится в клиниках-партнёрах. Оно заключается в удалении височной доли мозга (лобэктомии). После операции в 70-95% случаев уменьшается количество приступов. Если вы столкнулись с проблемой склероза гиппокампа и желаете получить квалифицированную специализированную медицинскую помощь, позвоните по телефону. Вас запишут на консультацию невролога Юсуповской больницы.
Гиппокамп
Гиппокамп (от др.-греч. ἱππόκαμπος — морской конёк) — часть лимбической системы головного мозга (обонятельного мозга). Участвует в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти (то есть перехода кратковременной памяти в долговременную).
Содержание
Анатомия
Гиппокамп — парная структура, расположенная в медиальных височных отделах полушарий. Правый и левый гиппокампы связаны комиссуральными нервными волокнами, проходящими в спайке свода (commissura fornicis) головного мозга.
Гиппокампы образуют медиальные стенки нижних рогов боковых желудочков (лат. ventriculus lateralis ), расположенных в толще полушарий большого мозга, простираются до самых передних отделов нижних рогов бокового желудочка и заканчиваются утолщениями, разделёнными мелкими бороздками на отдельные бугорки — пальцы ног морского конька (лат. digitationes hippocampi ). С медиальной стороны с гиппокампом сращена бахромка гиппокампа (лат. fimbria hippocampi ), являющаяся продолжением ножки свода конечного мозга. К бахромкам гиппокампа прилегают сосудистые сплетения боковых желудочков.
Функции
Гиппокамп принадлежит к одной из наиболее старых систем мозга — лимбической, чем обусловливается значительная многофункциональность гиппокампа. Предположительно гиппокамп выделяет и удерживает в потоке внешних стимулов важную информацию, выполняя функцию хранилища кратковременной памяти, как ОЗУ компьютера, и функцию последующего её перевода в долговременную. С точкой зрения, что гиппокамп связан с памятью — согласны большинство исследователей, но механизм его работы — предмет исследований. Существует «two-stage memory» теория, что гиппокамп удерживает информацию в бодрствовании, и переводит её в коры полушарий во время сна. Ещё одной функцией гиппокампа является запоминание и кодирование окружающего пространства (пространственная память).
При поражении гиппокампа возникает синдром Корсакова — заболевание, при котором больной при сравнительной сохранности следов долговременной памяти утрачивает память на текущие события. В связи с чем он активируется всякий раз, когда необходимо удержать в фокусе внимания внешние ориентиры, определяющие вектор поведения.
Уменьшение объёма гиппокампа является одним из ранних диагностических признаков при болезни Альцгеймера.
Роль в пространственной памяти и при ориентации
Имеющиеся факты свидетельствуют, что гиппокамп используется для хранения и обработки пространственной информации. Исследования на крысах показали, что нейроны гиппокампа имеют области, чувствительные к положению в пространстве. Эти нейроны называются пространственные клетки (place cells). Некоторые из этих клеток возбуждаются, когда животное обнаруживает себя в определенном месте, вне зависимости от направления движения, большинство же — по меньшей мере частично чувствительны к направлению движения и положению головы.
У крыс некоторые клетки, называемые контекстно-зависимые клетки, могут возбуждаться в зависимости от прошлого животного (ретроспективы) или ожидаемого будущего (перспективы). Разные клетки возбуждаются от разного местоположения животного, так что наблюдая за потенциалом отдельных клеток, можно сказать, где животное находится (или думает, что находится там). Как оказалось, те же пространственные клетки у человека задействованы в поиске пути во время навигации по виртуальным городам. Такие результаты были получены посредством исследования людей с имплантированными в мозг электродами, использованными в диагностических целях для хирургического лечения серьёзных приступов эпилепсии.
Открытие пространственных клеток привело к возникновению идеи, что гиппокамп может играть роль карты — нейронного представления окружающей обстановки и местоположения в ней животного. Исследования показали, что гиппокамп необходим для решения даже простейших задач, требующих пространственной памяти (например, поиск пути к спрятанной цели). Без полностью функционирующего гиппокампа, люди могут не вспомнить, где они были и как добраться до места назначения; потеря ориентации в местности — это один из самых распространенных симптомов амнезии. Томография мозга показывает, что гиппокамп наиболее активен у людей во время успешного перемещения в пространстве, как в примере с виртуальной реальностью.
Также имеются доказательства, что гиппокамп играет роль в поиске кратчайших путей между уже хорошо известными местами. К примеру, таксистам из Лондона необходимо знать большое количество мест и наиболее коротких путей между ними. Исследования одного из университетов Лондона в 2003 году показало, что гиппокамп у таксистов больше, чем у большинства людей, и что наиболее опытные таксисты имеют больший гиппокамп. Помогает ли изначально больший гиппокамп стать таксистом, либо постоянный поиск кратчайшего пути приводит к его росту — ещё не выяснено. Как бы то ни было, во время исследования корреляции между размером серого вещества и временем работы таксистом обнаружилось, что чем больше человек работает таксистом, тем больше у него объём правой части гиппокампа. Было установлено, что общий объём гиппокампа остается неизменным и у контрольной группы, и таксистов. Короче говоря, задняя часть гиппокампа таксистов действительно увеличилась, но за счет передней части. Эти исследования наводят на мысль, что гиппокамп со временем увеличивается в размерах по мере роста его использования.
Искусственный гиппокамп
Функции, анатомия и патологии гиппокампа (с изображениями)
Гиппокамп головного мозга расположен в височной доле (одна из верхних структур головного мозга), но также является частью лимбической системы и участвует в функциях нижних структур..
В настоящее время хорошо задокументировано, что основные функции, которые он выполняет, связаны с когнитивными процессами. На самом деле, гиппокамп во всем мире признан основной структурой памяти.
Тем не менее, было продемонстрировано, как этот регион выполняет два действия помимо процессов запоминания: торможение поведения и пространственная ориентация..
История гиппокампа
Гиппокамп, от латинского гиппокампа, был обнаружен в семнадцатом веке анатомом Джулио Чезаре Аранцио.
Своим названием он обязан появлению своей структуры, которая напоминает форму морского конька, гиппокампа.
Первоначально было некоторое противоречие об анатомии этой области мозга, и ему были даны разные названия, такие как «шелкопряд» или «баран»..
Аналогичным образом, было предложено существование двух разных областей гиппокампа: «большой гиппокамп» и «малый гиппокамп».
В настоящее время это подразделение гиппокампа было отклонено, и оно классифицируется как уникальная структура.
С другой стороны, в своем открытии гиппокамп был связан с обонянием и защищал, что эта структура мозга была ответственна за обработку и запись обонятельных раздражителей..
Фактически, только в 1900 году, в руках Владимира Бейтерева, было продемонстрировано реальное функционирование структуры, и функции памяти, выполняемые гиппокампом, начали исследоваться..
Анатомия гиппокампа
Гиппокамп представляет собой область мозга, которая расположена в конце коры.
В частности, он имеет дело с областью, где кора сужается в один слой плотно упакованных нейронов.
Таким образом, гиппокамп представляет собой небольшую S-образную область, которая находится на нижнем краю коры головного мозга и включает в себя вентральную и дорсальную части..
Благодаря своему расположению, он является частью лимбической системы, то есть группы регионов, которые находятся в области, которая граничит с корой головного мозга, и обменивается информацией с различными областями мозга..
С одной стороны, основным источником афферентов гиппокампа является энторинальная кора, и он прочно связан с большим количеством областей коры головного мозга..
В частности, представляется, что гиппокамп тесно связан с префронтальной корой и областью латеральной перегородки..
Связь гиппокампа с этими областями коры объясняет большую часть когнитивных процессов и функций памяти, которые выполняет структура.
С другой стороны, гиппокамп также связан с нижними областями мозга.
В этом смысле было продемонстрировано, как этот регион получает модулирующие входы серотонинергической, дофаминергической и норэпинефриновой систем и тесно связан с таламусом..
Физиология гиппокампа
Гиппокамп работает через два вида активности, каждый из которых имеет разный характер функционирования и при участии определенной группы нейронов..
Этими двумя видами активности являются тета-волны и более высокие паттерны нерегулярной активности (LIA)..
Тета-волны появляются во время состояний тревоги и активности, а также во время фазы быстрого сна.
В течение этого времени, то есть когда мы бодрствуем или в фазе быстрого сна, гиппокамп работает с помощью длинных и нерегулярных волн, создаваемых пирамидными нейронами и зернистыми клетками..
С другой стороны, LIA появляется во время сна (кроме фазы REM) и в моменты неподвижности (когда мы едим и отдыхаем).
Аналогичным образом, похоже, что именно медленные угловые волны имеют наибольшую связь с процессами памяти.
Таким образом, моменты отдыха были бы ключевыми для гиппокампа для хранения и сохранения информации в их структурах мозга..
Функции гиппокампа
Как мы уже говорили, первоначальная гипотеза о том, что гиппокамп выполнял функции, связанные с обонянием, была заменена.
Фактически, была продемонстрирована ложность этой возможной функции гиппокампа, и было продемонстрировано, что, хотя эта область получает прямые афференты от обонятельной луковицы, она не участвует в чувствительном функционировании.
На протяжении многих лет было связано функционирование гиппокампа с выполнением когнитивных функций..
В настоящее время функциональность этого региона фокусируется на трех основных аспектах: торможение, память и пространство.
Первый появился в 60-х годах благодаря теории подавления поведения О’кифа и Наделя..
В этом смысле гиперактивность и трудность торможения, наблюдаемые у животных с поражениями в гиппокампе, развили эту теоретическую линию и связали функционирование гиппокампа с поведенческим торможением..
Что касается памяти, это стало связано со знаменитой статьей Сковилла и Бренды Милнер, в которой описывалось, как хирургическое разрушение гиппокампа у пациента с эпилепсией вызывает антероградную амнезию и очень серьезную ретроградную амнезию..
Третья и последняя функция гиппокампа была инициирована теориями «когнитивных карт» Толмена и открытием О’Кифом того, что нейроны в гиппокампе крыс проявляют активность, связанную с местоположением и пространственной ситуацией..
Гиппокамп и торможение
Открытие роли гиппокампа в поведенческом торможении совсем недавно. На самом деле, эта функция все еще расследуется.
В этом смысле недавние исследования были сосредоточены на изучении определенной области гиппокампа, называемой вентральным гиппокампом..
При исследовании этого небольшого региона было высказано предположение, что гиппокамп может играть важную роль как в поведенческом подавлении, так и в развитии тревоги..
Наиболее важное исследование этих функций было проведено несколько лет назад Джошуа А. Гордоном.
Автор записал электрическую активность вентрального гиппокампа и медиальной префронтальной коры у мышей при изучении различных сред, некоторые из которых вызывали у животных тревожные реакции..
Исследование было сосредоточено на поиске синхронизации мозговой активности между областями мозга, так как этот фактор представляет собой единую передачу информации.
Поскольку гиппокамп и префронтальная кора соединены, синхронизация стала очевидной во всех средах, где она подверглась воздействию мышей.
Однако в ситуациях, которые вызывали беспокойство у животных, было отмечено, что синхронизация между обоими отделами головного мозга была увеличена.
Кроме того, было также продемонстрировано, как префронтальная кора головного мозга испытывала увеличение активности тета-ритма, когда мыши находились в условиях, которые вызывали реакции страха или тревоги..
Это увеличение тета-активности было связано с заметным снижением сканирующего поведения мышей, поэтому был сделан вывод о том, что гиппокамп является областью, ответственной за передачу необходимой информации для подавления определенного поведения.
Гиппокамп и память
В отличие от роли, которую играет гиппокамп в торможении, сегодня существует высокий научный консенсус в утверждении, что этот регион представляет собой жизненно важную структуру для функционирования и развития памяти.
Главным образом защищается, что гиппокамп является структурой мозга, которая позволяет формировать новые воспоминания о пережитых событиях, как эпизодических, так и автобиографических..
Эти гипотезы были наглядно продемонстрированы как многочисленными нейробиологическими исследованиями, так и, прежде всего, симптоматикой, вызывающей поражения в гиппокампе..
В этом смысле было показано, как серьезные травмы в этом регионе вызывают глубокие трудности в формировании новых воспоминаний и часто также влияют на воспоминания, сформированные до травмы..
Однако основная роль гиппокампа в памяти заключается в обучении, а не в извлечении ранее сохраненной информации..
Фактически утверждается, что когда люди формируют память, она сначала сохраняется в гиппокампе, но с течением времени информация получает доступ к другим областям височной коры..
Аналогично, гиппокамп, по-видимому, не является важной структурой в обучении моторным или когнитивным навыкам (как играть на инструменте или решать логические головоломки)..
Этот факт свидетельствует о наличии разных типов памяти, которые управляются различными областями мозга, поэтому гиппокамп не полностью охватывает все мнемонические процессы, но составляет значительную их часть..
Гиппокамп и пространственная ориентация
Некоторые исследования, проведенные на мозге крысы, показали, что гиппокамп содержит серию нейронов, которые имеют «поля места».
Это означает, что группа нейронов гиппокампа запускает потенциалы действия (передают информацию), когда животное проходит через определенное место в его среде.
Аналогично, Эдмунд Роллс описал, как некоторые нейроны гиппокампа активируются, когда животное фокусирует свой взгляд на определенных аспектах своего окружения..
Таким образом, исследования с грызунами показали, что гиппокамп может быть жизненно важной областью в развитии способности к ориентации и пространственной памяти..
У людей данные гораздо более ограничены из-за трудностей, которые ставит этот тип исследований.
Тем не менее, «нейроны места» были также обнаружены у пациентов с эпилепсией, которые выполнили инвазивную процедуру, чтобы определить источник их атак..
В исследовании электроды были размещены в гиппокампе людей, а затем им было предложено использовать компьютер для перемещения в виртуальной среде, представляющей город.
Гиппокамп и сопутствующие заболевания
Как мы уже видели, поражения в гиппокампе вызывают ряд симптомов, большинство из которых связаны с потерей памяти и, прежде всего, снижением способности к обучению.
На самом деле, 4 основных заболевания, похоже, имеют какую-то связь с функционированием этой области мозга. Это:
Дегенерация мозга
Как нормальное, так и патологическое старение мозга, похоже, тесно связано с гиппокампом.
Таким образом, проблемы с памятью, связанные с возрастом или снижением когнитивных способностей, возникающим в пожилом возрасте, связаны с уменьшением популяции нейронов гиппокампа..
Эта связь становится намного более заметной при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, при которой наблюдается массивная гибель нейронов этой области мозга.
стресс
Гиппокамп содержит высокий уровень минералокортикоидных рецепторов, что делает этот регион очень уязвимым для стресса.
Стресс может влиять на гиппокамп, уменьшая возбудимость, подавляя генез и вызывая атрофию некоторых его нейронов.
Эти факторы объясняют когнитивные проблемы или нарушения памяти, которые мы можем испытывать при стрессе, и они становятся особенно заметными среди людей, страдающих от посттравматического стрессового расстройства.
эпилепсия
Гиппокамп часто является очагом эпилептических припадков. Склероз гиппокампа является наиболее часто видимым типом повреждения тканей при эпилепсии височной доли..
Тем не менее, не ясно, возникает ли эпилепсия из-за нарушений в работе гиппокампа или эпилептические припадки вызывают нарушения в гиппокампе..
шизофрения
Шизофрения является заболеванием нервного развития, которое включает в себя наличие многочисленных нарушений в структуре мозга.