Hippocampusfuncties, anatomie en pathologieën (met afbeeldingen)

de hippocampus is een hersenstructuur die deel uitmaakt van het limbisch systeem en waarvan de belangrijkste functies de vorming van nieuwe herinneringen zijn -heorie- en ruimtelijke oriëntatie.

De cerebrale hippocampus bevindt zich in de temporale lob (een van de bovenste hersenstructuren) maar maakt ook deel uit van het limbisch systeem en is betrokken bij functies van de lagere structuren.

Tegenwoordig is het goed gedocumenteerd dat de belangrijkste functies die het uitvoert verband houden met cognitieve processen. In feite wordt de hippocampus algemeen erkend als de hoofdstructuur van het geheugen.

Er is echter aangetoond hoe deze regio naast de onthoudingsprocessen twee activiteiten uitvoert: de inhibitie van gedrag en de ruimtelijke oriëntatie.

Geschiedenis van de hippocampus

De hippocampus, van de Latijns-hippocampus, werd in de zeventiende eeuw ontdekt door de anatoom Giulio Cesare Aranzio.

Het dankt zijn naam aan het uiterlijk van zijn structuur, die lijkt op de vorm van het zeepaardje, de hippocampus.

Aanvankelijk was er enige controverse over de anatomie van dit deel van de hersenen en kreeg het verschillende namen zoals "zijderups" of "ramshoorn".

Evenzo werd het bestaan ​​van twee verschillende gebieden van de hippocampus voorgesteld: "major hippocampus" en "minor hippocampus".

Op dit moment is deze onderverdeling van de hippocampus verworpen en geclassificeerd als een unieke structuur.

Aan de andere kant was de hippocampus bij zijn ontdekking gerelateerd aan de reukzin en verdedigde hij dat deze hersenstructuur verantwoordelijk was voor de verwerking en registratie van olfactorische stimuli.

In feite, het was pas in 1900 toen, in de handen van Vladimir Bechterew, de feitelijke werking van de structuur werd aangetoond en begon te geheugenfuncties uitgevoerd door de hippocampus te onderzoeken.

Hippocampus anatomie

De hippocampus vormt een hersengebied dat zich aan het einde van de cortex bevindt.

Concreet gaat het om een ​​gebied waar de cortex smaller wordt tot een enkele laag van dicht opeengepakte neuronen.

Op deze manier is de hippocampus een klein S-vormig gebied dat zich op de onderste rand van de hersenschors bevindt, en dat omvat ventrale en dorsale delen..

Vanwege de locatie, maakt deel uit van het limbische systeem, namelijk de groep van gebieden die in het grensgebied van de cerebrale cortex en wisselt informatie met verschillende hersengebieden.

Aan de ene kant is de belangrijkste bron van afferenten van de hippocampus de entorhinale cortex en deze is sterk verbonden met een groot aantal regio's van de hersenschors..

Specifiek lijkt het erop dat de hippocampus nauw verwant is aan de prefrontale cortex en het laterale septumgebied.

De verbinding van de hippocampus met deze gebieden van de cortex verklaart een groot deel van de cognitieve processen en geheugenfuncties die de structuur uitvoert.

Aan de andere kant is de hippocampus ook verbonden met de lagere regionen van de hersenen.

In dit verband is aangetoond aangezien dit gebied ontvangt invoeren modulatoren serotonine, norepinefrine en dopamine systeem, en is sterk verbonden met de thalamus.

Fysiologie van de hippocampus

De hippocampus werkt door middel van twee soorten activiteiten, elk met een ander patroon van functioneren en met de deelname van een specifieke groep neuronen.

Deze twee werkingsmodi zijn theta-golven en de hogere patronen van onregelmatige activiteit (LIA).

Theta-golven verschijnen tijdens alarm- en activiteitstoestanden, evenals tijdens de REM-fase van slaap.

Gedurende deze tijd, dat wil zeggen wanneer we wakker of REM-slaap, de hippocampus werken van lange en onregelmatige golven door piramidale neuronen en granulosacellen.

Aan de andere kant verschijnt de LIA tijdens de slaap (behalve in de REM-fase) en op de momenten van immobiliteit (wanneer we eten en rusten).

Evenzo lijkt het erop hoe langzame hoekgolven degenen zijn die de grootste relatie hebben met geheugenprocessen.

Op deze manier zouden momenten van rust cruciaal zijn voor de hippocampus om informatie in hun hersenstructuren op te slaan en vast te houden..

Functies van de hippocampus

Zoals we al hebben gezegd, is de aanvankelijke hypothese dat de hippocampus functies heeft uitgevoerd die verband houden met het reukvermogen vervangen.

In feite is de valsheid van deze mogelijke functie van de hippocampus aangetoond en er is aangetoond dat, hoewel dit gebied directe afferenten ontvangt van de bulbus olfactorius, het niet deelneemt aan het gevoelige functioneren.

In de loop der jaren was het gerelateerd aan het functioneren van de hippocampus met de uitvoering van cognitieve functies.

Momenteel richt de functionaliteit van deze regio zich op drie belangrijke aspecten: inhibitie, geheugen en ruimte.

De eerste ontstond in de jaren 60 door de theorie van de remming van het gedrag van O'keefe en Nadel.

In dit opzicht, hyperactiviteit en problemen van remming waargenomen bij dieren met lesies van de hippocampus en ontwikkelde deze theoretische lijn geassocieerd met hippocampus functie gedragsinhibitie.

Ten aanzien van het geheugen, het begon met de nasleep van de beroemde artikel van Scoville en Brenda Milner, waarin hij beschreef hoe de chirurgische vernietiging van de hippocampus bij een patiënt met epilepsie hij veroorzaakt anterograde amnesie en ernstige retrograde amnesie betrekking hebben.

De derde en laatste functie van de hippocampus is een initiatief van de theorieën van de "cognitieve maps" van Tolman's O'Keefe en ontdekken dat neuronen in de hippocampus van ratten leek een verwante activiteit met de locatie en ruimtelijke situatie tonen.

Hippocampus en remming

De ontdekking van de rol van de hippocampus bij gedragsinhibitie is vrij recent. In feite is deze functie nog in onderzoek.

In deze zin hebben recente studies zich gericht op het onderzoeken van een specifieke regio van de hippocampus, de ventrale hippocampus..

In het onderzoek naar deze kleine regio is verondersteld dat de hippocampus een belangrijke rol zou kunnen spelen, zowel bij gedragsinhibitie als bij de ontwikkeling van angst..

De belangrijkste studie over deze functies werd een paar jaar geleden uitgevoerd door Joshua A. Gordon.

De auteur opgenomen elektrische activiteit ventrale hippocampus en de mediale prefrontale cortex bij muizen aan verschillende omgevingen onderzoeken, waarvan sommige veroorzaakte angstreacties dieren.

De studie richtte zich op het zoeken naar de synchronisatie van hersenactiviteit tussen hersengebieden, omdat deze factor een singo van informatieoverdracht vormt.

Omdat de hippocampus en de prefrontale cortex met elkaar verbonden zijn, werd de synchronisatie duidelijk in alle omgevingen waar het werd blootgesteld aan muizen..

Echter, in de situaties die angst veroorzaakten voor de dieren, werd waargenomen dat de synchronisatie tussen beide cerebrale delen was toegenomen.

Op dezelfde manier werd ook aangetoond hoe de prefrontale cortex een toename van de activiteit van het theta-ritme ervoer toen de muizen zich in een omgeving bevonden met angst- of angstreacties..

Deze toename in theta-activiteit hield verband met een opmerkelijke afname van het scangedrag van de muizen, dus werd geconcludeerd dat de hippocampus de regio is die verantwoordelijk is voor het overbrengen van de nodige informatie om bepaald gedrag te remmen.

Hippocampus en geheugen

In tegenstelling tot de rol die de hippocampus speelt bij remming, bestaat er vandaag een hoge wetenschappelijke consensus om te bevestigen dat deze regio een vitale structuur vormt voor het functioneren en de ontwikkeling van het geheugen..

In de eerste plaats wordt verdedigd dat de hippocampus de hersenstructuur is die de vorming mogelijk maakt van nieuwe herinneringen aan de ervaren gebeurtenissen, zowel episodisch als autobiografisch.

Op deze manier wordt geconcludeerd dat de hippocampus het gebied van de hersenen is dat het leren en bewaren van informatie mogelijk maakt.

Deze hypothesen zijn ruimschoots aangetoond, zowel door meervoudig neurowetenschappelijk onderzoek als vooral door de symptomatologie die laesies in de hippocampus produceert..

In deze zin is aangetoond hoe ernstige verwondingen in dit gebied ernstige problemen veroorzaken bij de vorming van nieuwe herinneringen en vaak ook van invloed zijn op de herinneringen die vóór de verwonding zijn gevormd.

De belangrijkste rol van de hippocampus in het geheugen ligt echter meer in leren dan in het ophalen van eerder opgeslagen informatie.

In feite geldt dat wanneer mensen vormen een geheugen, deze wordt eerst opgeslagen in de hippocampus, maar na verloop van tijd toegang tot informatie andere regio's van de temporale cortex.

Evenzo lijkt de hippocampus geen belangrijke structuur te zijn bij het leren van motorische of cognitieve vaardigheden (hoe een instrument te bespelen of logische puzzels op te lossen).

Hieruit blijkt de aanwezigheid van verschillende soorten geheugen, die worden beheerst door verschillende gebieden van de hersenen, zodat de hippocampus niet alle ezelsbruggetje processen zijn voltooid, maar de meeste van hen.

Hippocampus en ruimtelijke oriëntatie

Bepaald onderzoek uitgevoerd in de hersenen van ratten heeft aangetoond dat de hippocampus een reeks neuronen bevat die "plaatsvelden" hebben.

Dit betekent dat een groep neuronen van de hippocampus actiepotentialen triggert (verzend informatie) wanneer het dier een specifieke plaats in zijn omgeving passeert.

Evenzo beschreef Edmund Rolls hoe bepaalde neuronen van de hippocampus worden geactiveerd wanneer het dier zijn blik op bepaalde aspecten van zijn omgeving richt.

Op deze manier hebben studies met knaagdieren aangetoond dat de hippocampus een vitaal gebied zou kunnen zijn bij de ontwikkeling van oriëntatievermogen en ruimtelijk geheugen.

Bij mensen zijn de gegevens veel beperkter vanwege de moeilijkheden die dit soort onderzoek met zich meebrengt.

"Plaatsneuronen" werden echter ook gevonden bij personen met epilepsie die een invasieve procedure uitvoerden om de oorzaak van hun aanvallen te vinden..

In de studie werden elektroden geplaatst in de hippocampus van de individuen en later werd hen gevraagd om een ​​computer te gebruiken om zich te verplaatsen in een virtuele omgeving die een stad vertegenwoordigt.

Hippocampus en gerelateerde ziekten

Zoals we hebben gezien, veroorzaken laesies in de hippocampus een reeks symptomen, waarvan de meeste gerelateerd zijn aan geheugenverlies en, bovenal, verminderde leercapaciteit.

De geheugenproblemen veroorzaakt door ernstige verwondingen zijn echter niet de enige ziekten die verband houden met de hippocampus..

In feite lijken 4 belangrijke ziekten een soort van verband te hebben met de werking van dit hersengebied. Dit zijn:

Hersenenafbraak

Zowel normale als pathologische veroudering van de hersenen lijkt nauw verwant te zijn aan de hippocampus.

Dus, problemen met het geheugen of leeftijdsgebonden verminderde cognitieve vermogens ervaren tijdens het ouder worden geassocieerd met een daling van de hippocampus neuronale populatie.

Deze relatie wordt veel meer merkbaar in neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimer, waarbij een massale dood van de neuronen van dit hersengebied wordt waargenomen.

spanning

De hippocampus bevat hoge niveaus van mineralocorticoïdreceptoren, waardoor deze regio erg kwetsbaar is voor stress.

Stress kan de hippocampus beïnvloeden door de prikkelbaarheid te verminderen, de genese te remmen en atrofie van sommige van zijn neuronen te veroorzaken.

Deze factoren verklaren de cognitieve problemen of de geheugenstoornissen die we kunnen ervaren als we gestrest zijn, en ze worden vooral merkbaar bij mensen die lijden aan een posttraumatische stressstoornis.

epilepsie

De hippocampus is vaak het brandpunt van epileptische aanvallen. Sclerose van de hippocampus is het meest zichtbare type weefselbeschadiging in temporaalkwabepilepsie.

Het is echter niet duidelijk of epilepsie optreedt als gevolg van abnormaliteiten in het functioneren van de hippocampus of als epileptische aanvallen afwijkingen in de hippocampus veroorzaken..

schizofrenie

Schizofrenie is een neurologische aandoening waarbij de aanwezigheid van tal van abnormaliteiten in de hersenstructuur optreedt.

De regio die het meest geassocieerd met de ziekte is cerebrale cortex, maar de hippocampus kan ook belangrijk zijn, zoals is aangetoond als veel mensen met schizofrenie vertonen een significante afname van de omvang van deze regio.

Toelichting video

referenties

1. Burgess N, Maguire EA, O'Keefe J. De menselijke hippocampus en ruimtelijk en episodisch geheugen. Neuron 2002; 35: 625-41.
2. Chicurel ME, Harris KM Driedimensionale analyse van de structuur en samenstelling van CA3 dendritische vertakte en hun synaptische boutons verhoudingen met mosvezel bij de rat hippocampus. J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
3. Drew LJ, Fusi S, Hen R. Volwassen neurogenese in de hippocampus bij zoogdieren: waarom de getande gyrus? Leer Mem 2013; 20: 710-29.
4. Hales JB, et al. Mediale entorhinale cortex laesies onderbreken hippocampale place-cellen en hippocampus-afhankelijk plaatsgeheugen slechts gedeeltelijk. Cell Rep 2014; 9: 893-01.
5. Keefe JO, Nadel L. De hippocampus als een cognitieve kaart. Oxford: Clarendon Press. 1978.
6. Kivisaari SL, Probst A, Taylor KI. De perirhinal, entorhinale en parahippocampus cortex en Hippocampus: Een overzicht van Functionele anatomie en Protocol voor MR beelden weer in hun Segmentatie In fMRI. Springer Berlin Heidelberg 2013. p. 239-67.
7. Witter MP, Amaral DG. Entorhinale cortex van de aap: V-projecties op het dentate gyrus, hippocampus en subcomplex. J Comp Neurol 1991; 307: 437-59.