Hippocampus-Funktionen, Anatomie und Pathologien (mit Bildern)

Die Hippocampus Es ist eine Gehirnstruktur, die Teil des limbischen Systems ist und deren Hauptfunktionen die Bildung neuer Erinnerungen - Erinnerung - und räumliche Orientierung sind.

Der zerebrale Hippocampus befindet sich im Temporallappen (einer der oberen Hirnstrukturen), ist aber auch Teil des limbischen Systems und an Funktionen der unteren Strukturen beteiligt.

Heutzutage ist es gut dokumentiert, dass die Hauptfunktionen kognitive Prozesse betreffen. Tatsächlich wird der Hippocampus weltweit als Hauptstruktur des Gedächtnisses anerkannt.

Es wurde jedoch gezeigt, dass diese Region neben den Gedächtnisprozessen zwei Aktivitäten durchführt: die Hemmung des Verhaltens und die räumliche Orientierung.

Geschichte des Hippocampus

Der Hippocampus aus dem lateinischen Hippocampus wurde im 16. Jahrhundert vom Anatom Giulio Cesare Aranzio entdeckt.

Es verdankt seinen Namen dem Aussehen seiner Struktur, die der Form des Seepferdchen Hippocampus ähnelt.

Anfänglich gab es einige Kontroversen über die Anatomie dieser Region des Gehirns und erhielt verschiedene Namen wie "Seidenraupe" oder "Widderhorn".

Ebenso wurde die Existenz von zwei verschiedenen Regionen des Hippocampus vorgeschlagen: "Major Hippocampus" und "Minor Hippocampus".

Derzeit ist diese Unterteilung des Hippocampus abgelehnt worden und wird als eine einzige Struktur klassifiziert.

Auf der anderen Seite war der Hippocampus bei seiner Entdeckung mit dem Geruchssinn verbunden und vertrat die Ansicht, dass diese Gehirnstruktur für die Verarbeitung und Aufzeichnung der Geruchsreize verantwortlich ist.

In der Tat, es war nicht bis zum Jahr 1900, als in den Händen von Vladimir Béjterev die tatsächliche Funktionsweise der Struktur demonstriert wurde und die Gedächtnisfunktionen, die vom Hippocampus ausgeführt wurden, untersucht wurden.

Anatomie des Hippocampus

Der Hippocampus ist eine Hirnregion, die sich am Ende des Cortex befindet.

Insbesondere handelt es sich um einen Bereich, in dem sich der Kortex zu einer einzigen Schicht dicht gepackter Neuronen verjüngt.

Auf diese Weise ist der Hippocampus eine kleine S-förmige Region, die sich am unteren Rand der Großhirnrinde befindet und die ventrale und dorsale Abschnitte umfasst.

Aufgrund seiner Lage ist es Teil des limbischen Systems, dh der Gruppe von Regionen, die in der Region liegen, die an die Großhirnrinde angrenzt, und tauscht Informationen mit verschiedenen Gehirnregionen aus.

Die Hauptquelle von Afferenzen des Hippocampus ist einerseits der entorhinale Cortex und ist stark mit einer großen Anzahl von Regionen der Großhirnrinde verbunden.

Insbesondere scheint der Hippocampus eng mit dem präfrontalen Cortex und dem lateralen Septumbereich verwandt zu sein.

Die Verbindung des Hippocampus mit diesen Bereichen des Cortex erklärt einen großen Teil der kognitiven Prozesse und Gedächtnisfunktionen, die die Struktur ausführt.

Auf der anderen Seite ist der Hippocampus auch mit den unteren Regionen des Gehirns verbunden.

In diesem Sinne wurde gezeigt, wie diese Region modulierende Inputs des serotoninergen, dopaminergen und Noradrenalin-Systems erhält und stark mit dem Thalamus verbunden ist.

Physiologie des Hippocampus

Der Hippocampus operiert durch zwei Aktivitätsmodi mit jeweils unterschiedlichen Funktionsmustern und einer bestimmten Gruppe von Neuronen.

Diese beiden Aktivitätsmoden sind Theta-Wellen und die größten Muster irregulärer Aktivität (LIA).

Theta-Wellen treten während des Alarm- und Aktivitätszustands sowie während der REM-Phase des Schlafes auf.

Während dieser Zeit, dh wenn wir wach sind oder in der REM-Schlafphase, arbeitet der Hippocampus durch lange und unregelmäßige Wellen, die von Pyramidenneuronen und Granularzellen erzeugt werden.

Auf der anderen Seite erscheint die LIA im Schlaf (außer in der REM-Phase) und in den Momenten der Immobilität (wenn wir essen und uns ausruhen).

Ebenso scheint es, dass langsame Winkelwellen diejenigen sind, die die größte Beziehung zu Gedächtnisprozessen haben.

Auf diese Weise würden Ruhephasen für den Hippocampus entscheidend sein, um Informationen in ihren Gehirnstrukturen zu speichern und zu speichern.

Funktionen des Hippocampus

Wie wir bereits sagten, wurde die ursprüngliche Hypothese, dass der Hippocampus Funktionen im Zusammenhang mit dem Geruchssinn erfüllt, ersetzt.

In der Tat wurde die Falschheit dieser möglichen Funktion des Hippocampus demonstriert und es wurde gezeigt, dass, obwohl diese Region direkte Afferenzen vom Riechkolben erhält, sie nicht an sensorischen Funktionen teilnimmt.

Im Laufe der Jahre wurde die Funktion des Hippocampus mit der Leistung kognitiver Funktionen in Verbindung gebracht.

Derzeit konzentriert sich die Funktionalität dieser Region auf drei Hauptaspekte: Hemmung, Gedächtnis und Raum.

Die erste entstand in den 60er Jahren durch die Theorie der Hemmung des Verhaltens von O'keefe und Nadel.

In diesem Sinne entwickelten die Hyperaktivität und die Schwierigkeit der Hemmung, die bei Tieren mit Läsionen im Hippocampus beobachtet wurden, diese theoretische Linie und bezogen die Funktion des Hippocampus mit einer Verhaltenshemmung in Beziehung.

In Bezug auf das Gedächtnis begann es mit dem berühmten Artikel von Scoville und Brenda Milner verwandt zu sein, der beschrieb, wie die chirurgische Zerstörung des Hippocampus bei einem Patienten mit Epilepsie eine anterograde Amnesie und eine sehr schwere retrograde Amnesie hervorrief.

Die dritte und letzte Funktion des Hippocampus wurde durch die Theorien von Tolmans "cognitive maps" und O'Keefes Entdeckung, dass Neuronen im Hippocampus von Ratten Aktivität in Bezug auf die Lage und räumliche Situation zu zeigen schienen, initiiert.

Hippocampus und Hemmung

Die Entdeckung der Rolle des Hippocampus bei der Verhaltenshemmung ist ziemlich neu. In der Tat wird diese Funktion noch untersucht.

In diesem Sinne konzentrieren sich neuere Studien auf die Untersuchung einer spezifischen Region des Hippocampus, die als ventraler Hippocampus bezeichnet wird.

Bei der Untersuchung dieser kleinen Region wurde postuliert, dass der Hippocampus sowohl bei der Verhaltenshemmung als auch bei der Entwicklung von Angstzuständen eine wichtige Rolle spielen könnte.

Die wichtigste Studie zu diesen Funktionen wurde vor einigen Jahren von Joshua A. Gordon durchgeführt.

Der Autor zeichnete die elektrische Aktivität des ventralen Hippocampus und des medialen präfrontalen Cortex bei Mäusen auf, wenn er verschiedene Umgebungen erforschte, von denen einige Angstreaktionen auf die Tiere auslösten.

Die Studie konzentrierte sich auf die Suche nach der Synchronisation der Gehirnaktivität zwischen Gehirnregionen, da dieser Faktor ein Singo des Informationstransfers darstellt.

Da der Hippocampus und der präfrontale Cortex miteinander verbunden sind, wurde die Synchronisation in allen Umgebungen, in denen sie Mäusen ausgesetzt war, offensichtlich.

In den Situationen, die den Tieren Angst machten, wurde jedoch beobachtet, dass die Synchronisation zwischen beiden Gehirnteilen erhöht war.

Ebenso wurde gezeigt, wie der präfrontale Kortex eine Zunahme der Aktivität des Thetarhythmus erlebte, wenn sich die Mäuse in Umgebungen befanden, die Angst- oder Angstreaktionen hervorriefen.

Dieser Anstieg der Theta-Aktivität war mit einer merklichen Abnahme des Scanverhaltens der Mäuse verbunden, so dass geschlussfolgert wurde, dass der Hippocampus die Region ist, die für die Übertragung der notwendigen Informationen zur Hemmung bestimmter Verhaltensweisen verantwortlich ist.

Hippocampus und Gedächtnis

Im Gegensatz zu der Rolle, die der Hippocampus bei der Hemmung spielt, gibt es heute einen hohen wissenschaftlichen Konsens darüber, dass diese Region eine lebenswichtige Struktur für das Funktionieren und die Entwicklung des Gedächtnisses darstellt.

In erster Linie wird argumentiert, dass der Hippocampus die Gehirnstruktur ist, die die Bildung neuer Erinnerungen an episodische und autobiographische Ereignisse ermöglicht.

Auf diese Weise wird geschlossen, dass der Hippocampus der Bereich des Gehirns ist, der das Lernen und die Speicherung von Information ermöglicht.

Diese Hypothesen wurden sowohl durch multiple neurowissenschaftliche Untersuchungen als auch vor allem durch die Symptomatik, die Läsionen im Hippocampus hervorbringt, umfassend nachgewiesen.

In diesem Sinne hat sich gezeigt, dass schwere Verletzungen in dieser Region große Schwierigkeiten bei der Bildung neuer Erinnerungen verursachen und oft auch die Erinnerungen beeinflussen, die vor der Verletzung entstanden sind.

Die Hauptrolle des Hippocampus im Gedächtnis liegt jedoch eher im Lernen als im Abrufen von zuvor gespeicherter Information.

In der Tat wird argumentiert, dass, wenn Menschen eine Erinnerung bilden, diese zuerst im Hippocampus gespeichert wird, aber im Laufe der Zeit greift die Information auf andere Regionen des temporalen Kortex zu.

Ebenso scheint der Hippocampus keine wichtige Struktur beim Lernen motorischer oder kognitiver Fähigkeiten zu sein (wie man ein Instrument spielt oder logische Rätsel löst).

Diese Tatsache zeigt das Vorhandensein von verschiedenen Arten von Gedächtnis, die von verschiedenen Gehirnregionen regiert werden, so dass der Hippocampus nicht alle mnestic Prozesse in voller, sondern einen guten Teil von ihnen abdeckt.

Hippocampus und räumliche Orientierung

Bestimmte Untersuchungen an Rattengehirnen haben gezeigt, dass der Hippocampus eine Reihe von Neuronen mit "Platzfeldern" enthält.

Dies bedeutet, dass eine Gruppe von Neuronen des Hippocampus Aktionspotentiale (Informationsübertragung) auslöst, wenn das Tier einen spezifischen Ort in seiner Umgebung durchläuft.

Ebenso beschrieb Edmund Rolls, wie bestimmte Neuronen des Hippocampus aktiviert werden, wenn das Tier seinen Blick auf bestimmte Aspekte seiner Umgebung konzentriert.

Auf diese Weise haben Studien mit Nagetieren gezeigt, dass der Hippocampus eine wichtige Region in der Entwicklung von Orientierungsfähigkeit und räumlichem Gedächtnis sein könnte.

Im Menschen sind die Daten aufgrund der Schwierigkeiten, die diese Art von Forschung aufwirft, viel begrenzter.

"Ortsneurone" wurden jedoch auch bei Patienten mit Epilepsie gefunden, die ein invasives Verfahren zur Lokalisierung der Ursache ihrer Attacken durchführten.

In der Studie wurden Elektroden im Hippocampus der Individuen platziert und später wurden sie gebeten, einen Computer zu benutzen, um in einer virtuellen Umgebung zu reisen, die eine Stadt repräsentierte.

Hippocampus und verwandte Krankheiten

Wie wir gesehen haben, verursachen Läsionen im Hippocampus eine Reihe von Symptomen, von denen die meisten mit Gedächtnisverlust und vor allem mit der Abnahme der Lernfähigkeit verbunden sind.

Die durch schwere Verletzungen verursachten Gedächtnisprobleme sind jedoch nicht die einzigen Krankheiten, die mit dem Hippocampus zusammenhängen.

In der Tat scheinen 4 wichtige Krankheiten eine gewisse Verbindung mit der Funktion dieser Hirnregion zu haben. Diese sind:

Degeneration des Gehirns

Sowohl die normale als auch die pathologische Alterung des Gehirns scheinen eng mit dem Hippocampus verwandt zu sein.

Somit stehen die altersbedingten Gedächtnisprobleme oder die Abnahme der kognitiven Fähigkeiten, die im Alter auftreten, mit einer Abnahme der neuronalen Population des Hippocampus in Zusammenhang.

Diese Beziehung wird bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, bei denen ein massiver Absterben der Neuronen dieser Hirnregion beobachtet wird, deutlich wahrnehmbarer.

Stress

Der Hippocampus enthält hohe Konzentrationen von Mineralocorticoid-Rezeptoren, was diese Region sehr anfällig für Stress macht.

Stress kann den Hippocampus beeinflussen, indem er die Erregbarkeit reduziert, die Genese hemmt und die Atrophie einiger seiner Neuronen verursacht.

Diese Faktoren erklären die kognitiven Probleme oder Gedächtnisstörungen, die wir erleben können, wenn wir gestresst sind, und sie werden besonders bei Menschen bemerkbar, die an einer posttraumatischen Belastungsstörung leiden.

Epilepsie

Der Hippocampus steht häufig im Mittelpunkt epileptischer Anfälle. Sklerose des Hippocampus ist die am häufigsten sichtbare Art von Gewebeschädigung bei Temporallappenepilepsie.

Es ist jedoch nicht klar, ob Epilepsie aufgrund von Anomalien in der Funktion des Hippocampus auftritt oder ob epileptische Anfälle Abnormalitäten im Hippocampus hervorrufen.

Schizophrenie

Schizophrenie ist eine neurologische Entwicklungskrankheit, bei der zahlreiche Anomalien in der Hirnstruktur auftreten.

Die am meisten mit der Krankheit assoziierte Region ist die Großhirnrinde, jedoch könnte der Hippocampus auch wichtig sein, da gezeigt wurde, dass viele Subjekte mit Schizophrenie eine signifikante Verkleinerung dieser Region aufweisen.

Erläuterndes Video

Referenzen

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