За что отвечает гиппокамп: Гиппокамп и заболевания, поражающие его

Содержание

Гиппокамп и заболевания, поражающие его

Автор Клара Галиева На чтение 5 мин. Опубликовано Обновлено

При изучении человеческого головного мозга ученые установили, что даже самый мощный компьютер не может сравниться с этой частью человеческого тела. Исследователи обратили особое внимание на небольшую структуру мозга, называемую гиппокампом.

(с) Shutterstock

Что такое гиппокамп?

Гиппокамп расположен в нижней средней части мозга, известной как височная доля, с двух стороны. Размер гиппокампа составляет 1/100 размера коры головного мозга и состоит из трех слоев с характерными пирамидальными клетками.

Люди знали о гиппокампе в течение 4-х веков, что делает его одним из наиболее изученных участков головного мозга. Его основные функции включают обучение и память.

В 1950-е годы одному больному с эпилепсией, которому не помогло лечение, решили провести операцию на головном мозге. Часть мозга, которая, казалось, вызывала эпилептические припадки, была удалена. Это были гиппокампы.

Пациент восстановился после операции, но у него появились серьезные проблемы с памятью. Он помнил свое раннее детство, но не мог вспомнить, сколько ему лет. Что еще более важно, он не мог вспомнить новые события или слова. Больной даже забывал, что он недавно говорил. После его смерти в 2008 году ученым удалось значительно расширить понимание памяти и болезни мозга.

Гиппокамп является частью лимбической системы, которая включает в себя область головного мозга, связанную с чувствами и реакцией. Расположенная на периферии коры, лимбическая система включает в себя гипоталамус и миндалину. Эти структуры помогают контролировать различные функции тела, такие как эндокринная система.

Функции гиппокампа

Гиппокамп участвует в двух определенных видах памяти: декларативная память и пространственная память.

Декларативная память связана с фактами и событиями. Изучение того, как запоминать речь или линию в игре, является хорошим примером декларативной памяти в действии.

Пространственная память связана с запоминанием маршрута, например, когда водитель такси может помнить маршрут города. Исследователи теперь могут сказать, что пространственная память сохраняется в правом гиппокампе.

Гиппокамп также играет другую важную роль в памяти. Это место, где краткосрочные воспоминания превращаются в долгосрочные, а затем сохраняются в другой области головного мозга. Раньше считалось, что новые нервные клетки развиваются только в эмбрионах или у детей младшего возраста, но новые исследования показали, что нервные клетки развиваются в течение всей взрослой жизни. Гиппокамп является одним из немногих мест в головном мозге, где образуются новые нервные клетки.

При повреждении гиппокампа, вызванного заболеваниями или травмами, у человека могут появиться проблемы с памятью. Они не могут вспомнить недавние события, но помнят о событиях, которые произошли давно.

Транзиторная глобальная амнезия является специфической формой потери памяти, которая развивается внезапно, казалось бы, сама по себе. У большинства пациентов с транзиторной глобальной амнезией память восстанавливается, но исследователям не совсем ясно, почему это происходит.

(с) Wikimedia/Life Sciences Database

Болезни, поражающие гиппокамп

Гиппокамп является чувствительной областью головного мозга, на него могут оказывать негативное воздействие многие различные состояния, в том числе длительное воздействие сильного стресса.

Три заболевания, которые влияет на способность гиппокампа выполнять свою функцию:

Болезнь Альцгеймера является ведущей причиной слабоумия и потери памяти. По мере прогрессирования болезни пораженные участки головного мозга начинают уменьшаться. Гиппокамп теряет объем и не в состоянии нормально функционировать.

Существует тесная связь между гиппокампом и эпилепсией. У 50 — 75 % пациентов, страдающих эпилепсией, после вскрытия были обнаружены повреждения гиппокампа. Как отмечают исследователи, пока не ясно, эпилепсия является причиной или следствием повреждения гиппокампа.

Гиппокамп также теряет объем в случаях тяжелой депрессии.

Существует немало доказательств того, что стресс оказывает негативное влияние на гиппокамп. Так, российские ученые выяснили механизм того, как стресс влияет на гиппокамп, а люди с болезнью Кушинга имеют ряд симптомов, связанных с высоким уровнем кортизола. Этот гормон вырабатывается, когда люди находятся в состоянии стресса. Один из симптомов — это уменьшение размеров гиппокампа. В настоящее время гиппокамп является предметом новых исследований. Ученые считают, что физические упражнения в пожилом возрасте могут укрепить способность этой структуры генерировать новые нервные клетки. Это позволило бы сохранить и потенциально улучшить память.

Литература

  1. Anand, Kuljeet Singh, and Vikas Dhikav. «Hippocampus in health and disease: An overview» Annals of Indian Academy of Neurology 15.4 (2012): 239.
  2. Duzel, Emrah, Henriette van Praag, and Michael Sendtner. «Can physical exercise in old age improve memory and hippocampal function?» Brain (2016): awv407.
  3. Ming, Guo-li, and Hongjun Song. «Adult neurogenesis in the mammalian brain: significant answers and significant questions» Neuron 70.4 (2011): 687-702.
  4. Piskunov, Aleksey, et al. «Chronic combined stress induces selective and long-lasting inflammatory response evoked by changes in corticosterone accumulation and signaling in rat hippocampus
    » Metabolic brain disease 31.2 (2016): 445−454.
  5. Sapolsky, Robert M. «Depression, antidepressants, and the shrinking hippocampus» Proceedings of the National Academy of Sciences 98.22 (2001): 12320-12322.

Понравилась новость? Читайте нас в Facebook

Гиппокамп человека

Гиппокамп (hippocampus) является областью в головном мозге человека, которая отвечает прежде всего за память, является частью лимбической системы, связан также с регуляцией эмоциональных ответов. Гиппокамп по форме напоминает морского конька, располагается во внутренней части височной области мозга. Гиппокамп является главным из отделов мозга по хранению долгосрочной информации. Считается также, что гиппокамп отвечает за пространственную ориентацию.

В гиппокампе присутствует два основных вида активности: тета-режим и большая нерегулярная активность (БНА). Тета-режимы проявляются в основном в состоянии активности, а также в период быстрого сна. При тета-режимах электроэнцефалограмма показывает наличие больших волн с диапазоном частот от 6 до 9 Герц. При этом основная группа нейронов показывает разреженную активность, т.е. в короткие промежутки времени большинство клеток неактивны, в то время, как небольшая часть нейронов проявляет повышенную активность. В данном режиме активная клетка обладает такой активностью от полу секунды до нескольких секунд.

БНА-режимы имеют место быть в период длинного сна, а также в период спокойного бодрствования (отдых, прием пищи).

Строение гиппокампа

У человека два гиппокампа — по одному на каждой стороне мозга. Оба гиппокампа связаны между собой комиссуральными нервными волокнами. Гиппокамп состоит из плотно уложенных клеток в ленточную структуру, которая тянется вдоль медиальной стенки нижнего рога бокового желудочка мозга в переднезаднем направлении. Основная масса нервных клеток гиппокампа это пирамидные нейроны и полиморфные клетки. В зубчатой извилине основной тип клеток это зернистые клетки. Кроме клеток указанных типов в гиппокампе присутствуют ГАМКергические вставочные нейроны, которые неимение отношение к какому-либо клеточному слою. Эти клетки содержат различные нейропептиды, кальцийсвязывающий белок и конечно же нейромедиатор ГАМК.

Гиппокамп располагается под корой головного мозга и состоит из двух частей: зубчатая извилина и Аммонов рог. С анатомической стороны, гиппокамп является развитием коры головного мозга. Структуры, выстилающие границу коры мозга входят в лимбической систему. Гиппокамп анатомически связан с отделами головного мозга, отвечающими за эмоциональное поведение. Гиппокамп содержит четыре основные зоны: CA1, CA2, CA3, CA4.

Энторинальная кора, расположенная в парагиппокампальной извилине считается частью гиппокампа, благодаря своим анатомическим соединениям. Энторинальная кора тщательно взаимно связана с другими отделами головного мозга. Также известно, что медиальное септальное ядро, передний ядерный комплекс, объединяющее ядро таламуса, супрамаммилярное ядро гипоталамуса, ядра шва и голубое пятно в стволе головного мозга направляют аксоны в энторинальную кору. Основной выходящий путь аксонов энторинальной коры исходит из больших пирамидальных клеток слоя II, который как бы перфорирует субикулум и плотно выдаётся в зернистые клетки в зубчатой извилине, верхние дендриты CA3 получают менее плотные проекции, а апикальные дендриты CA1 получают еще более редкую проекцию. Таким образом, проводящий путь использует энторинальную кору в качестве основного связующего элемента между гиппокампом и другими частями коры головного мозга. Аксоны зубчатых зернистых клеток передают информацию из энторинальной коры на иглистых волосках, выходящих из проксимального апикального дендрита CA3 пирамидальных клеток. После чего аксоны CA3 выходят из глубокой части клеточного тела и образуют петли вверх — туда, где находятся апикальные дендриты, затем весь путь тянется назад в глубокие слои энторинальной коры в коллатерали Шаффера, завершая взаимное замыкание. Зона CA1 также посылает аксоны обратно в энторинальную кору, но в данном случае они более редкие, чем выходы CA3.

Следует отметить, что поток информации в гиппокампе из энторинальной коры значительно однонаправленный с сигналами которые распространяются через несколько плотной уложенных слой клеток, сначала к зубчатой извилине, после чего к слою CA3, затем к слою CA1, далее к субикулуму и после этого из гиппокампа к энторинальной коре, в основном обеспечивая пролегание CA3 аксонов. Каждый этот слой имеет сложную внутреннюю схему и обширные продольные соединения. Очень важный большой выходящий путь идёт в латеральную септальную зону и в маммилярное тело гипоталамуса. Гиппокамп получает модулирующие входящие пути серотонина, дофамина и норадреналина, а также от ядер таламуса в слое CA1. Очень важная проекция идёт от медиальной септальной зоны, посылающая холинергические и габаергические волокна всем частям гиппокампа. Входы от септальной зоны имеют важнейшее значение в контроле физиологического состояния гиппокампа. Травмы и нарушения в этой зоне могут полностью прекратить тета-ритмы гиппокампа и создать серьёзные проблемы с памятью.

Также в гиппокампе существуют другие соединения, которые играют очень важную роль в его функциях. На некотором расстоянии от выхода в энторинальную кору располагаются другие выходы, идущие в другие корковые области, в том числе и в префронтальную кору. Кортикальная область, прилегающая к гиппокампу носит название парагиппокампальной извилины или парагиппокамп. Парагиппокамп включает в себя энторинальную кору, перирхинальную кору, получившую своё название благодаря близкому расположению с обонятельной извилиной. Перирхинальная кора отвечает за визуальное распознавание сложных объектов. Существуют доказательства того, что парагиппокамп выполняет отдельную от самого гиппокампа функцию по запоминанию, так как только повреждение обоих гиппокампов и парагиппокампа приводит к полной потери памяти.

Функции гиппокампа

Самые первые теории о роли гиппокампа в жизни человека заключались в том, что он отвечает за обоняние. Но проведенные анатомические исследования поставили эту теорию под сомнение. Дело в том, что исследования не нашли прямой связи гиппокампа с обонятельной луковицей. Но все же дальнейшие исследования показали, что обонятельная луковица имеет некоторые проекции в вентральную часть энторинальной коры, а слой CA1 в вентральной части гиппокампа посылает аксоны в основную обонятельную луковицу, переднее обонятельное ядро и в первичную обонятельную кору мозга. По прежнему не исключается определенная роль гиппокампа в обонятельных реакциях, а именно в запоминании запахов, но многие специалисты продолжают считать, что основная роль гиппокампа это обонятельная функция.

Следующая теория, которая на данный момент является основной говорит о том, что основная функция гиппокампа это формирование памяти. Эта теория многократно была доказана в ходе различных наблюдений за людьми, которые были подвержены хирургическому вмешательству в гиппокамп, либо стали жертвами несчастных случаев или болезней, так или иначе затронувших гиппокамп. Во всех случаях наблюдалась стойкая потеря памяти. Известный пример этому — пациент Генри Молисон, которому была проведена операция по удалению части гиппокампа с целью избавления от эпилептических припадков. После этой операции Генри стал страдать ретроградной амнезией. Он просто перестал запоминать события, происходящие после операции, но отлично помнил свое детство и все, что происходило до операции.

Нейробиологи и психологи единогласно соглашаются с тем, что гиппокамп играет важную роль в формировании новых воспоминаний (эпизодическая или автобиографическая память). Некоторые исследователи расценивают гиппокамп как часть системы памяти височной доли, ответственной за общую декларативную память (воспоминания, которые могут быть явно выражены словами — включающие например, память для фактов в дополнении к эпизодической памяти). У каждого человека гиппокамп имеет двойную структуру — он расположен в обоих полушариях мозга. При повреждении например, гиппокампа в одном полушарии, мозг может сохранять почти нормальную функцию памяти. Но при повреждении обоих частей гиппокампа возникают серьезные проблемы с новыми запоминаниями. При это более старые события человек прекрасно помнит, что говорит о том, что со временем часть памяти переходит из гиппокампа в другие отделы мозга. Следует при этом отметить, что повреждение гиппокампа не приводит к утрачиванию возможностей к осваиванию некоторых навыков, например игра на музыкальном инструменте. Это говорит о том, что такая память зависит от других отделов мозга, а не только от гиппокампа.

Проведенные многолетние исследования кроме того показали, что гиппокамп играет важную роль в пространственной ориентации. Так известно, что в гиппокампе есть области нейронов, под названием пространственные нейроны, которые чувствительны к определенным пространственным местам. Гиппокамп обеспечивает пространственную ориентацию и запоминание определенных мест в пространстве.

Патологии гиппокампа

Не только такие возрастные патологии, как болезнь Альцгеймера (для которых разрушение гиппокампа является одним из ранних признаков заболевания) оказывают серьезное воздействие на многие виды восприятия, но даже обычное старение связано с постепенным снижением некоторых видов памяти, в том числе эпизодической и краткосрочной памяти. Так как гиппокамп играет важную роль в формировании памяти, ученые связывают возрастные расстройства памяти с физическим ухудшением состояния гиппокампа. Первоначальные исследования обнаруживали значительную потерю нейронов в гиппокампе у пожилых людей, но новые исследования показали, что такие потери минимальны. Другие исследования показывали, что у пожилых людей происходит значительное уменьшение гиппокампа, но вновь проведенные аналогичные исследования такой тенденции не нашли.

Стресс, особенно хронический, может приводить к атрофии некоторых дендритов в гиппокампе. Это связано с тем, что в гиппокампе содержится большое количество глюкокортикоидных рецепторов. Из-за постоянного стресса стероиды, обусловленные им влияют на гиппокамп несколькими способами: снижают возбудимость отдельных нейронов гиппокампа, ингибируют процесс нейрогенеза в зубчатой извилине и вызывают атрофию дендритов в пирамидальных клетках зоны CA3. Проведенные исследования показали, что у людей, которые переживали длительный стресс атрофия гиппокампа была значительно выше других областей мозга. Такие негативные процессы могут приводить к депрессии и даже к шизофрении. Атрофия гиппокампа наблюдалась у пациентов с синдромом Кушинга (высокий уровень кортизола в крови).

Эпилепсия часто связывается с гиппокампом. При эпилептических припадках часто наблюдается склероз отдельных областей гиппокампа.

Шизофрения наблюдается у людей с аномально маленьким гиппокампом. Но до настоящего времени точная связь шизофрении с гиппокампом не установлена.

В результате внезапного застоя крови в областях мозга может возникать острая амнезия, вызванная ишемией в структурах гиппокампа.

Гиппокамп: функции и структура органа памяти

гиппокамп Это одна из самых важных частей мозга.

Он расположен в так называемой лимбической системе и тесно связан как с психическими процессами, связанными с памятью, так и с теми, которые связаны с выработкой и регулированием эмоциональных состояний, в дополнение к вмешательству в космическую навигацию, то есть способ, которым мы представляем движение через определенное пространство.

Анатомия гиппокампа

Этимология термина «гиппокамп», слово, придуманное анатомом Джулио Чезаре Аранцио Относится к сходству этой структуры мозга с морским коньком. Речь идет о маленький орган с изогнутой и вытянутой формой, который расположен во внутренней части височной доли и он идет от гипоталамуса к миндалине. Следовательно, у каждого головного мозга есть два гиппокампа: по одному в каждом полушарии мозга.

Кроме того, гиппокамп связан с частью коры головного мозга, известной как arquicorteza, которая является одной из самых предковых областей человеческого мозга; то есть то, что появилось много миллионов лет назад в нашей эволюционной линии. Вот почему гиппокамп настолько хорошо связан с другими частями лимбической системы, что, казалось, дает ответы на некоторые из самых основных потребностей наших самых отдаленных предков млекопитающих. В свою очередь, этот факт уже позволяет нам понять, что психические процессы, связанные с эмоциями, связаны с функциями гиппокампа. Давайте посмотрим, что они есть.

Функции гиппокампа

Основная функция гиппокампа — опосредовать генерацию и восстановление памяти. в сочетании со многими областями, рассеянными вдоль коры и с другими областями лимбической системы.

Таким образом, он играет очень важную роль в консолидации извлеченных уроков, поскольку, с одной стороны, он позволяет определенной информации передаваться в долговременную память, а с другой — связывает этот тип контента с определенными положительными или отрицательными значениями, в зависимости от если эти воспоминания были связаны с приятными или болезненными переживаниями (физиологически или психологически).

Они психические процессы, связанные с эмоциями те, которые определяют, является ли ценность опыта, сохраненного в памяти, положительной или отрицательной. То, что мы воспринимаем как эмоции, имеет функциональную часть, связанную с тем, как мы учимся вести себя в соответствии с усвоенными правилами, которые играют в нашу пользу: избегать повторения ошибок и повторного переживания приятных ощущений.

Гиппокамп и память

Можно подумать, что Гиппокамп — это часть мозга, в которой хранятся долговременные воспоминания. , Однако реальность сложнее, чем эта идея.

Отношения между гиппокампом и долговременными воспоминаниями не такие прямые: этот орган действует как посредник или каталог воспоминаний Чье появление и исчезновение связано, как известно, о функционировании памяти, с активацией и дезактивацией сетей нейронов, распределенных во многих областях мозга. Другими словами, гиппокамп не «содержит» воспоминания, но действует как узел активации, который позволяет активировать различные воспоминания, распределенные в разных частях мозга.

Кроме того, гиппокамп больше связан с одними типами памяти, чем с другими. В частности, играет роль в управлении декларативной памятью то есть тот, чье содержание может быть выражено в устной форме; Однако не декларативная память, которая вмешивается в запоминание моделей движения и двигательных навыков (таких как танцы или езда на велосипеде), регулируется такими структурами, как базальные ганглии и мозжечок.

Известно, что поражение в этой области головного мозга обычно вызывает антероградную и ретроградную амнезию при производстве и воспоминаниях, связанных с декларативной памятью, но не декларативная память обычно сохраняется. Человек с сильно поврежденным гиппокампом может продолжать учиться, например, ручным навыкам (хотя он не помнит, изучая этот процесс).

Гиппокамп в космической навигации

Что известно о гиппокампе, эта структура мозга также, кажется, вмешивается в то, как мы воспринимаем пространство то есть способ, которым мы имеем в виду трехмерное пространство, через которое мы движемся, принимая во внимание его объемы и ссылки.

На самом деле, в гиппокампе был обнаружен тип нейронов, называемых клетками места, о которых вы можете прочитать больше в этой статье.

Гиппокамп при заболевании

Область формирования гиппокампа является одной из первых областей, в которых заболевания, такие как деменция или альцгеймер , Вот почему люди, которые начинают испытывать эту болезнь, видят, как уменьшаются их способности формировать новые воспоминания или запоминать более или менее свежую автобиографическую информацию.

Тем не менее, даже если гиппокамп сильно поврежден, как правило, самые старые и самые важные воспоминания о жизни человека исчезают очень долго Это может означать, что с течением времени самые старые и наиболее важные воспоминания становятся все более «независимыми» от гиппокампа.

Библиографические ссылки:
  • López-Pousa S., Vilalta Franch J., Llinàs Reglà J. (2002). Dementias Manual, 2-е издание. Наука науки, Барселона.
  • Мартинес Лаге Я.М., Лайнес Андрес Я.М. (2000). Болезнь Альцгеймера: теория и практика. Медицинские аудитории, Мадрид.

5.7 Сознание. Гиппокамп (August 2020).


За что отвечает гиппокамп? | Hawkish.ru

За что отвечает гиппокамп?

Гиппокамп (в греческом языке это означает морской конек) – извилина или отдел головного мозга, отвечающий за закрепление воспоминаний, когда они из кратковременной памяти переходят в долговременную, а также за создание эмоций и пространственную ориентацию. В мозге человека имеется два гиппокампа, располагающихся в височных частях полушарий. Связь между ними поддерживается с помощью нервных волокон, которые проходят в спайке свода мозга.

Функции

В прошлом ученые выдвигали версию, что гиппокамп отвечает лишь за обоняние. Но научные исследования, проведенные современными специалистами, доказали его важную роль в формировании ориентации в пространстве, восприятии и хранении информации. Некоторые нейроны гиппокампа, называемые пространственными клетками, помогают человеку или животному определиться в пространстве и своем местонахождении, найти короткий путь между двумя ориентирами.

Нормальная работа гиппокампа очень важна при обучении, но он не является конечным вместилищем знаний. Для этого существует кора головного мозга. В гиппокампе образуется память о свежих событиях, и только через некоторое время – часы, дни и недели – эта новая информация помещается в кору головного мозга. Структура этого органа является неоднородной, и состоит из нескольких специализированных отделов. Благодаря этому гиппокамп способен моментально запоминать различные события, но иногда, чтобы это произошло, необходимо повторение той или иной ситуации, с которой человек уже сталкивался.

Предвзятые решения

Нейропсихологи из США объяснили механизм принятий решений человеком в случаях столкновения его с незнакомыми обстоятельствами, когда нет возможности положиться на предыдущий опыт и просчитать конечный результат выхода из сложившегося положения. В этом случае человек ассоциирует ситуацию с уже ранее происходившими с ним случаями и на основе этого делает выводы. Это влияет на принятие тех или иных решений для выхода из сложившегося положения. Главную роль в принятии таких решений играет гиппокамп.

Уже отмечено, что у людей, которым по роду своего занятия часто приходится сталкиваться с заучиванием той или иной информации или нахождением выхода из положения, например, мысленного прокладывания маршрута, наблюдается увеличение гиппокампа. Кроме того, этого можно добиться регулярными упражнениями – игрой в шашки и шахматы, заучиванием стихов или иностранных языков, решение кроссвордов, развитием своего численного чувства и прочее.

Повреждение гиппокампа

При болезни Альцгеймера первым делом страдает этот орган, что приводит к снижению и потере памяти, дезориентации. Кроме того, повреждение гиппокампа может привести к кислородному голоданию, энцефалиту или к медиальной височной эпилепсии.

При повреждении обоих гиппокампов может наступить антероградная амнезия, при которой человек теряет способность запоминать недавние события, но при этом его долговременная память не страдает. Он сможет дальше продолжать жить, разговаривать, ходить, слышать – делать все, что кажется нормальным и естественным, но не сможет создавать новых воспоминаний. То есть та информация, которую он получит после повреждения гиппокампа, будет ему казаться новой каждый раз, например, каждое посещение врача будет для него как первое.

Ученые доказали, что нормальное функционирование гиппокампа зависит от продолжительности сна человека. Ночь, проведенная без отдыха, может повлиять на запоминание информации. Так, у человека пропустившего один раз сон, выявилась невозможность восприятия положительных слов почти на 60%, тогда как отрицательных он не смог запомнить лишь на 19%. Из этого следует вывод, что гиппокамп невыспавшегося человека проявляет малую активность.

Код мозга и память. Загадка гиппокампа / Хабр

Совсем недавно были объявлены Нобелевские лауреаты 2014 года. Премию по физиологии или медицине разделили американец Джон О`Киф и супруги норвежцы Эдвард Мозер и Мэй-Бритт Мозер. Исследования, которые получили столь высокую оценку, касались небольшого участка мозга, называемого гиппокампом. Это название происходит от греческого ἱππόκαμπος — морской конек, именно на на него чем-то отдаленно похож этот удивительный орган.

В 1971 году Джон О‘Киф открыл в гиппокампе клетки места (O’Keefe J., Dostrovsky J., 1971). Эти клетки реагируют подобно внутреннему навигатору. Если крысу поместить в длинный коридор, то по активности определенных клеток можно будет точно сказать, в каком его месте она находится. Причем реакция этих клеток не будет зависеть от того, как она попала в это место.

В 2005 году в энторинальной области коры, которая является частью гиппокампальной формации, Мозерами были обнаружены нейроны, кодирующие положение в пространстве, образующие нечто наподобие координатной сетки (Hafting T., Fyhn M., Molden S., Moser M.B., Moser E.I., 2005).

Вполне естественно, что оба этих открытия были объединены в одну премию с формулировкой: за открытие клеток, составляющих систему позиционирования в головном мозге.

Но эти открытия не сняли вопросы о роли гиппокампа, а скорее умножили их. В 2011 году оказалось, что в гиппокампе есть клетки, которые определенным образом кодируют временные интервалы. Их активность образует ритмические узоры, даже если ничего другого вокруг не происходит (Christopher J. MacDonald, Kyle Q. Lepage, Uri T. Eden, Howard Eichenbaum, 2011). То есть получается, что кроме ориентации в пространстве гиппокамп отвечает и за ориентацию во времени.
Но мало того, уже давно показано, что именно гиппокамп играет ключевую роль в формировании памяти. В 1953 году пациенту, которого принято называть H.M., хирург полностью удалил гиппокамп (W. Scoviille, B. Milner, 1957). Это была рискованная попытка вылечить сильную эпилепсию. Было известно, что удаление гиппокампа одного из полушарий действительно помогает при этой болезни. Учитывая исключительную силу эпилепсии у H.M., врач удалил гиппокамп с обеих сторон. В результате у H.M. полностью исчезла способность что-либо запоминать. Он помнил, что было с ним до операции, но все новое вылетало у него из головы, как только его внимание переключалось. Загадочность усиливает то, что удаление гиппокампа только с одной стороны или с обоих сторон, но частичное, способность запоминать новое практически не затрагивает.

Есть гипотезы, что гиппокамп — это хранилище краткосрочной памяти, которая затем перераспределяется в долговременную память, наподобие ОЗУ компьютера. Но никто так и смог дать внятных объяснений по поводу того как такая память может быть устроена и как воспоминания могут передаваться с места на место.

Конечно, можно предположить, что гиппокамп – это просто такое место мозга где случайно пересеклось несколько совершенно разных систем, каждая со своей независимой функцией. Но, следуя логике хорошего детектива, все эти чудесные свойства гиппокампа не могут быть случайным совпадением. В детективе, а в науке всегда то же самое, должно найтись такое объяснение, которое покажет неразрывную связь всех улик и высветит их скрытый ранее смысл.

Несложно сообразить, что разгадка гиппокампа должна, не много ни мало, объяснять, как устроена человеческая память. А понятно, что объяснить устройство памяти нельзя, не ответив на вопросы о том, как мозг вообще кодирует и обрабатывает информацию. К сожалению, никаких общепризнанных теорий на эту тему не существует. Сложность в том, что информационные алгоритмы, реализуемые на компьютерах, не удается сопоставить с работой нейронов реального мозга. А те возможности, что принято приписывать биологически достоверным нейронным сетям не позволяют реализовать ничего мало мальски интересного.

Те, кто читал мои предыдущие материалы знают, что я работаю над моделью коры, которую называю паттерно-волновой. Конечно, это прозвучит нескромно, но похоже, что основные загадки информационного кода мозга и механизма памяти в этой модели удалось разрешить. Так получается, что не последнее место в этом объяснении отводится тому самому загадочному гиппокампу. В паттерно-волновой модели получилось естественным образом свести вместе все его столь удивительные свойства. Причем не подогнать объяснение под то, как все вышеперечисленное может уживаться вместе, а показать, что в той модели памяти, что в моем подходе свойственна реальной коре, все свойства гиппокампа оказываются неизбежно предопределенными.

Если мне удалось вас заинтриговать, то ниже относительно свежая запись лекции, где дается мое объяснение принципов работы мозга и роли гиппокампа во всем этом.

К сожалению «Лекториум», который вел запись, сильно напортачил со звуком, в связи с чем я долго колебался стоит ли выкладывать это на Хабр(Гиктайм). Но такое совпадение как Нобелевская премия именно за исследования гиппокампа стало решающим доводом за.

Продолжение о мышлении и роли эмоций.

UPD.
Спасибо пользователю Alexufo за обработку звука, которая несколько уменьшила помехи.

Гиппокамп — AUM News

Гиппокамп (hippocampus) является областью в головном мозге человека, которая отвечает прежде всего за память, является частью лимбической системы, связан также с регуляцией эмоциональных ответов. Гиппокамп по форме напоминает морского конька, располагается во внутренней части височной области мозга. Гиппокамп является главным из отделов мозга по хранению долгосрочной информации. Считается также, что гиппокамп отвечает за пространственную ориентацию.

В гиппокампе присутствует два основных вида активности: тета-режим и большая нерегулярная активность (БНА). Тета-режимы проявляются в основном в состоянии активности, а также в период быстрого сна. При тета-режимах электроэнцефалограмма показывает наличие больших волн с диапазоном частот от 6 до 9 Герц. При этом основная группа нейронов показывает разреженную активность, т.е. в короткие промежутки времени большинство клеток неактивны, в то время, как небольшая часть нейронов проявляет повышенную активность. В данном режиме активная клетка обладает такой активностью от полу секунды до нескольких секунд.

БНА-режимы имеют место быть в период длинного сна, а также в период спокойного бодрствования (отдых, прием пищи).

Строение гиппокампа
У человека два гиппокампа — по одному на каждой стороне мозга. Оба гиппокампа связаны между собой комиссуральными нервными волокнами. Гиппокамп состоит из плотно уложенных клеток в ленточную структуру, которая тянется вдоль медиальной стенки нижнего рога бокового желудочка мозга в переднезаднем направлении. Основная масса нервных клеток гиппокампа это пирамидные нейроны и полиморфные клетки. В зубчатой извилине основной тип клеток это зернистые клетки. Кроме клеток указанных типов в гиппокампе присутствуют ГАМКергические вставочные нейроны, которые неимение отношение к какому-либо клеточному слою. Эти клетки содержат различные нейропептиды, кальцийсвязывающий белок и конечно же нейромедиатор ГАМК.

Строение гиппокампаГиппокамп располагается под корой головного мозга и состоит из двух частей: зубчатая извилина и Аммонов рог. С анатомической стороны, гиппокамп является развитием коры головного мозга. Структуры, выстилающие границу коры мозга входят в лимбической систему. Гиппокамп анатомически связан с отделами головного мозга, отвечающими за эмоциональное поведение. Гиппокамп содержит четыре основные зоны: CA1, CA2, CA3, CA4.

Энторинальная кора, расположенная в парагиппокампальной извилине считается частью гиппокампа, благодаря своим анатомическим соединениям. Энторинальная кора тщательно взаимно связана с другими отделами головного мозга. Также известно, что медиальное септальное ядро, передний ядерный комплекс, объединяющее ядро таламуса, супрамаммилярное ядро гипоталамуса, ядра шва и голубое пятно в стволе головного мозга направляют аксоны в энторинальную кору. Основной выходящий путь аксонов энторинальной коры исходит из больших пирамидальных клеток слоя II, который как бы перфорирует субикулум и плотно выдаётся в зернистые клетки в зубчатой извилине, верхние дендриты CA3 получают менее плотные проекции, а апикальные дендриты CA1 получают еще более редкую проекцию. Таким образом, проводящий путь использует энторинальную кору в качестве основного связующего элемента между гиппокампом и другими частями коры головного мозга.

Аксоны зубчатых зернистых клеток передают информацию из энторинальной коры на иглистых волосках, выходящих из проксимального апикального дендрита CA3 пирамидальных клеток. После чего аксоны CA3 выходят из глубокой части клеточного тела и образуют петли вверх — туда, где находятся апикальные дендриты, затем весь путь тянется назад в глубокие слои энторинальной коры в коллатерали Шаффера, завершая взаимное замыкание. Зона CA1 также посылает аксоны обратно в энторинальную кору, но в данном случае они более редкие, чем выходы CA3.

Следует отметить, что поток информации в гиппокампе из энторинальной коры значительно однонаправленный с сигналами которые распространяются через несколько плотной уложенных слой клеток, сначала к зубчатой извилине, после чего к слою CA3, затем к слою CA1, далее к субикулуму и после этого из гиппокампа к энторинальной коре, в основном обеспечивая пролегание CA3 аксонов. Каждый этот слой имеет сложную внутреннюю схему и обширные продольные соединения. Очень важный большой выходящий путь идёт в латеральную септальную зону и в маммилярное тело гипоталамуса.

Гиппокамп получает модулирующие входящие пути серотонина, дофамина и норадреналина, а также от ядер таламуса в слое CA1. Очень важная проекция идёт от медиальной септальной зоны, посылающая холинергические и габаергические волокна всем частям гиппокампа. Входы от септальной зоны имеют важнейшее значение в контроле физиологического состояния гиппокампа. Травмы и нарушения в этой зоне могут полностью прекратить тета-ритмы гиппокампа и создать серьёзные проблемы с памятью.

Также в гиппокампе существуют другие соединения, которые играют очень важную роль в его функциях. На некотором расстоянии от выхода в энторинальную кору располагаются другие выходы, идущие в другие корковые области, в том числе и в префронтальную кору. Кортикальная область, прилегающая к гиппокампу носит название парагиппокампальной извилины или парагиппокамп. Парагиппокамп включает в себя энторинальную кору, перирхинальную кору, получившую своё название благодаря близкому расположению с обонятельной извилиной. Перирхинальная кора отвечает за визуальное распознавание сложных объектов. Существуют доказательства того, что парагиппокамп выполняет отдельную от самого гиппокампа функцию по запоминанию, так как только повреждение обоих гиппокампов и парагиппокампа приводит к полной потери памяти.

Функции гиппокампа
Самые первые теории о роли гиппокампа в жизни человека заключались в том, что он отвечает за обоняние. Но проведенные анатомические исследования поставили эту теорию под сомнение. Дело в том, что исследования не нашли прямой связи гиппокампа с обонятельной луковицей. Но все же дальнейшие исследования показали, что обонятельная луковица имеет некоторые проекции в вентральную часть энторинальной коры, а слой CA1 в вентральной части гиппокампа посылает аксоны в основную обонятельную луковицу, переднее обонятельное ядро и в первичную обонятельную кору мозга. По прежнему не исключается определенная роль гиппокампа в обонятельных реакциях, а именно в запоминании запахов, но многие специалисты продолжают считать, что основная роль гиппокампа это обонятельная функция.

Следующая теория, которая на данный момент является основной говорит о том, что основная функция гиппокампа это формирование памяти. Эта теория многократно была доказана в ходе различных наблюдений за людьми, которые были подвержены хирургическому вмешательству в гиппокамп, либо стали жертвами несчастных случаев или болезней, так или иначе затронувших гиппокамп. Во всех случаях наблюдалась стойкая потеря памяти. Известный пример этому — пациент Генри Молисон, которому была проведена операция по удалению части гиппокампа с целью избавления от эпилептических припадков. После этой операции Генри стал страдать ретроградной амнезией. Он просто перестал запоминать события, происходящие после операции, но отлично помнил свое детство и все, что происходило до операции.

Нейробиологи и психологи единогласно соглашаются с тем, что гиппокамп играет важную роль в формировании новых воспоминаний (эпизодическая или автобиографическая память). Некоторые исследователи расценивают гиппокамп как часть системы памяти височной доли, ответственной за общую декларативную память (воспоминания, которые могут быть явно выражены словами — включающие например, память для фактов в дополнении к эпизодической памяти). У каждого человека гиппокамп имеет двойную структуру — он расположен в обоих полушариях мозга. При повреждении например, гиппокампа в одном полушарии, мозг может сохранять почти нормальную функцию памяти.

Но при повреждении обоих частей гиппокампа возникают серьезные проблемы с новыми запоминаниями. При это более старые события человек прекрасно помнит, что говорит о том, что со временем часть памяти переходит из гиппокампа в другие отделы мозга. Следует при этом отметить, что повреждение гиппокампа не приводит к утрачиванию возможностей к осваиванию некоторых навыков, например игра на музыкальном инструменте. Это говорит о том, что такая память зависит от других отделов мозга, а не только от гиппокампа.

Проведенные многолетние исследования кроме того показали, что гиппокамп играет важную роль в пространственной ориентации. Так известно, что в гиппокампе есть области нейронов, под названием пространственные нейроны, которые чувствительны к определенным пространственным местам. Гиппокамп обеспечивает пространственную ориентацию и запоминание определенных мест в пространстве.

Патологии гиппокампа
Не только такие возрастные патологии, как болезнь Альцгеймера (для которых разрушение гиппокампа является одним из ранних признаков заболевания) оказывают серьезное воздействие на многие виды восприятия, но даже обычное старение связано с постепенным снижением некоторых видов памяти, в том числе эпизодической и краткосрочной памяти. Так как гиппокамп играет важную роль в формировании памяти, ученые связывают возрастные расстройства памяти с физическим ухудшением состояния гиппокампа. Первоначальные исследования обнаруживали значительную потерю нейронов в гиппокампе у пожилых людей, но новые исследования показали, что такие потери минимальны. Другие исследования показывали, что у пожилых людей происходит значительное уменьшение гиппокампа, но вновь проведенные аналогичные исследования такой тенденции не нашли.

Стресс, особенно хронический, может приводить к атрофии некоторых дендритов в гиппокампе. Это связано с тем, что в гиппокампе содержится большое количество глюкокортикоидных рецепторов. Из-за постоянного стресса стероиды, обусловленные им влияют на гиппокамп несколькими способами: снижают возбудимость отдельных нейронов гиппокампа, ингибируют процесс нейрогенеза в зубчатой извилине и вызывают атрофию дендритов в пирамидальных клетках зоны CA3. Проведенные исследования показали, что у людей, которые переживали длительный стресс атрофия гиппокампа была значительно выше других областей мозга. Такие негативные процессы могут приводить к депрессии и даже к шизофрении. Атрофия гиппокампа наблюдалась у пациентов с синдромом Кушинга (высокий уровень кортизола в крови).

Эпилепсия часто связывается с гиппокампом. При эпилептических припадках часто наблюдается склероз отдельных областей гиппокампа.

Шизофрения наблюдается у людей с аномально маленьким гиппокампом. Но до настоящего времени точная связь шизофрении с гиппокампом не установлена. В результате внезапного застоя крови в областях мозга может возникать острая амнезия, вызванная ишемией в структурах гиппокампа.

 

Подписывайтесь на наш официальный канал в мессенджере Telegram  для оперативного получения новых статей, публикуемых на портале «Аум Ньюс».

Telegram

Гиппокамп: дирижёр оркестра в глубине нашего мозга.: wowavostok — LiveJournal




Гиппокамп. Вы когда-нибудь чувствовали себя глупо, забыв в последний момент то, что хотели сказать? Наша голова переполнена различной информацией, которую мы накапливаем годами. Иногда информации столько, что наш мозг вынужден забывать или игнорировать какую-то её часть.

Отдел мозга, отвечающий за такие важнейшие функции, как память, эмоции и обучение, называется гиппокамп. Без него мы потеряли бы возможность вспоминать и испытывать эмоции, связанные с этими воспоминаниями. Хотите узнать больше? Нейропсихолог Майрена Васкес расскажет вам о том, что такое гиппокамп и почему такая крохотная мозговая структура имеет такое большое значение.




Гиппокамп отвечает за память и эмоции

Что такое гиппокамп?

Гиппокамп обязан своим названием анатому Джулио Чезаре Аранцио, также известному как Арантиус или Юлий Цезарь Аранци, который ещё в XVI веке обратил внимание на то, что эта часть мозга внешне очень напоминает морского конька. Слово “гиппокамп” происходит от греческого Hippos (конь) и Kampe (изогнутый). Сделав научное открытие этой мозговой структуры, Арантиус связал её с обонянием, выдвинув идею о том, что основной функцией гиппокампа является обработка обонятельных стимулов (запахов). Эта теория поддерживалась вплоть до 1890 года – до тех пор, пока академик Владимир Бехтерев не доказал, что в действительности гиппокамп отвечает за память и когнитивные процессы.

Гиппокамп – один из важнейших отделов человеческого мозга, тесно связанный с памятью и эмоциями. Он расположен в височной доле (за каждым виском) и сообщается с различными отделами коры головного мозга. Гиппокамп считается основной структурой памяти.

Это небольшой парный орган удлинённой и извилистой формы, расположенный в обоих полушариях головного мозга (т.е. по одному гиппокампу в правом и левом полушарии).




Гиппокамп получил своё название из-за схожести с морским коньком

Где находится гиппокамп?

Гиппокамп находится в медиальной височной доле и соединён с различными областями головного мозга. Гиппокамп, а также миндалина и гипоталамус формируют лимбическую систему и отвечают за управление примитивными физиологическими реакциями. Эти отделы относятся к самой “древней, глубокой и примитивной” части мозга, известной как “архикортекс” (старая кора) или “аллокортекс” (наиболее древняя область человеческого мозга), появившаяся миллионы лет назад для обеспечения основных потребностей предков млекопитающих.




Гиппокамп расположен в височной доле и является частью лимбической системы. Рис. Википедия

Зачем нужен гиппокамп?

Каковы функции гиппокампа? Какую роль он играет? За что отвечает? Среди основных функций гиппокампа – умственные процессы, связанные с консолидацией памяти и процессом обучения, а также процессы возникновения и регулирования эмоциональных состояний и обеспечение ориентации в пространстве. Ряд исследователей также обнаружили связь гиппокампа с ингибицией или ингибиторным контролем поведения, но это достаточно новая информация, которая пока ещё изучается.

Гиппокамп и память

Гиппокамп отвечает, в первую очередь, за эмоциональную и декларативную память. С его помощью мы можем узнавать лица, описывать предметы и события, а также связывать позитивные или негативные переживания и ощущения с воспоминаниями о прожитых событиях. Гиппокамп участвует в формировании как эпизодических, так и автобиографических воспоминаний, основываясь на нашем пройденном опыте. Мозгу необходимо место, чтобы хранить весь этот объём информации долгие годы, поэтому гиппокамп передаёт эти временные воспоминания в другие области мозга, где они сохраняются в долговременной памяти.

Именно поэтому самые старые воспоминания лучше хранятся. При повреждении гиппокампа мы потеряли бы способность к обучению и удержанию информации в памяти. Кроме способности превращать воспоминания в долговременную память, гиппокамп связывает их содержимое с позитивными или негативными эмоциями в зависимости от того, связаны ли эти воспоминания с положительным или отрицательным опытом.

Существует множество видов памяти: семантическая память, эпизодическая память, процедурная память, имплицитная или скрытая память, декларативная память и т.д. Гиппокамп отвечает за декларативную память (включает наш личный опыт и знания об окружающем мире), управляя её содержимым, которое можно выразить в вербальной форме (словами). Различные виды памяти не регулируются исключительно гиппокампом, задействованы и другие отделы мозга. Гиппокамп ответственен за большую часть процессов, связанных с потерей памяти, однако не за все.

Гиппокамп и обучение

Гиппокамп является одной из немногих областей мозга, способных к нейрогенезу на протяжении всей жизни, в связи с чем он отвечает за обучаемость и удержание информации. Другими словами, гиппокамп способен создавать новые нейроны и связи между ними в течение всего жизненного цикла. Знания приобретаются постепенно после многих усилий, и это напрямую связано с гиппокампом. Для сохранения в нашем мозге новой информации жизненно важно формирование новых нейронных связей. Поэтому гиппокамп играет основную роль в обучении.

Любопытный факт: правда ли то, что у лондонских таксистов гиппокамп больше и развит лучше? Почему? Чтобы получить лицензию, таксисты Лондона должны сдать сложный экзамен, для которого необходимо выучить наизусть огромное количество улиц и мест. В 2000 году Элеонор Магир провела исследование лондонских таксистов, которое показало, что задняя часть их гиппокампа больше. Также она обнаружила, что размер гиппокампа прямо пропорционален рабочему стажу водителя. Таким образом, тренировка, обучение и опыт меняют и моделируют мозг.




Влияние обучения на мозг и гиппокамп у лондонских таксистов. Рис. frontiersin.org

Ориентация в пространстве и гиппокамп

Одной из важных функций, в которой гиппокамп играет значимую роль, является пространственная ориентация.

Пространственная ориентация или навигация позволяет нам удерживать разум и тело в трёхмерном пространстве, двигаться и взаимодействовать с окружающим миром.

Были проведены различные исследования на грызунах, которые показали, что важнейшей функцией гиппокампа является способность к ориентированию и пространственная память. Благодаря гиппокампу мы можем ориентироваться в незнакомых городах и местности и т.д. Однако эти данные пока ещё мало изучены на людях и требуют дополнительного исследования.

Что происходит при повреждении гиппокампа?

Повреждение гиппокампа приводит к невозможности запоминать новые события. Т.е. возникает антероградная амнезия, при которой человек не может вспомнить события, произошедшие после нарушения памяти. При этом знания и память о том, что происходило до начала заболевания, сохраняются.

Поражения гиппокампа могут спровоцировать возникновение антероградной или ретроградной амнезии в зависимости от теряемых воспоминаний, связанных с декларативной памятью. При этом недекларативная память не затрагивается и остаётся неповреждённой. Например, человек с поражением гиппокампа может научиться кататься на велосипеде после начала заболевания, однако не будет помнить, что когда-либо в своей жизни видел велосипед ранее. Т.е. человек с повреждённым гиппокампом способен приобретать навыки, но не может вспомнить сам процесс.

Антероградная амнезия – это потеря памяти на события, произошедшие после начала заболевания или травмы. Ретроградная амнезия, наоборот, приводит к забыванию событий и воспоминаний, предшествующих заболеванию или травме.

Почему при амнезии повреждается гиппокамп? Объясняя простыми словами, эта часть мозга представляет собой подобие двери для нейронных паттернов, которые спорадически удерживают информацию до того, как она попадает в лобную долю. Можно сказать, что гиппокамп является ключом к консолидации памяти, превращая Кратковременную память в Долговременную. Если эта дверь повреждена и не позволяет сохранять информацию, будет невозможно создавать долговременные воспоминания. Кроме того, при повреждении гиппокампа теряется не только способность к воспоминаниям, но способность испытывать связанные с этими воспоминаниями эмоции, поскольку человек не может связать события и чувства, которые они вызвали.

Из-за чего повреждается гиппокамп?

В основном поражения гиппокампа происходят вследствие старения и нейродегенеративных заболеваний, стресса, цереброваскулярных болезней, эпилепсии, аневризмы, энцефалита, шизофрении и т.д.

Старение и деменции

При старении в целом и деменциях (таких, как болезнь Альцгеймера) в частности, гиппокамп является одной из наиболее уязвимых частей мозга. Нарушается способность формировать новые воспоминания или воссоздавать в памяти свежие факты автобиографии. В данном случае причиной проблем с памятью является гибель нейронов гиппокампа. Большинство из нас сталкивались с людьми, страдающими каким-либо видом деменции или потерявшими память.

Любопытно, но у таких людей дольше всего сохраняются детские воспоминания или память об очень давних событиях. Почему так происходит если повреждён гиппокамп? Дело в том, что даже при сильном поражении гиппокампа (вследствие деменции или другого заболевания) лучше всего сохраняются наиболее старые и важные для человека воспоминания из-за того, что с течением времени эти воспоминания, как мы упомянули выше, “отделились” от гиппокампа, став частью других мозговых структур, связанных с долговременной памятью.

Гиппокамп и стресс

Этот отдел мозга очень страдает при стрессе, поскольку стресс ингибирует и атрофирует нейроны. Вы обратили внимание на то, что в состоянии стресса, когда вам нужно сделать множество самых разных дел, иногда начинаются проблемы с памятью? Стресс, и, в частности, кортизол (вид гормона, который высвобождается в ответ на стресс), повреждает наши мозговые структуры, зачастую вызывая гибель нейронов. Поэтому очень важно научиться сохранять спокойствие и управлять своими эмоциями для того, чтобы сохранить здоровье гиппокампа и помочь ему оптимально выполнять свои функции.

Стиль, орфография и пунктуация автора сохранены.

Мнение, изложенное в статье, может не совпадать с мнением редакции.

Положение, анатомия, важность, функции и повреждения

Гиппокамп — одна из ключевых частей нашего мозга. Это подковообразная конструкция. Он отвечает за процесс передачи данных из краткосрочной в долговременную память. Кроме того, это связано с эмоциями.

Эта структура мозга является частью лимбической системы. Лимбическая система — это высшая часть подкорковых структур, отвечающая за эмоции, мотивацию, инстинкты, вегетативные функции, обучение и память.

За исключением гиппокампа, лимбическая система состоит из гипоталамуса, перегородочной области, лимбической коры, лимбических ядер, включая миндалевидное тело, базальный передний мозг, перегородочные ядра, передние ядра таламуса и ядра габенулы, а также части ствол мозга и лимбические пути.

Более того, роль гиппокампа в лимбической системе и самой нервной системе чрезвычайно важна. Прежде всего, гиппокамп отвечает за формирование, организацию и хранение воспоминаний (1).

Во-вторых, он играет роль в процессе связывания ощущений с воспоминаниями. Это также связано с консолидацией памяти во время сна.

Положение и анатомия гиппокампа

Обе стороны мозга симметричны , и гиппокамп расположен в обоих полушариях (1). Его анатомия чрезвычайно важна для его функции. А именно, эта часть нашего мозга получает входные данные и отправляет выходные данные через энторинальную кору.Это структура, расположенная под лобной областью гиппокампа.

Эта часть мозга состоит из СА1-4 или сегмент аммониевого рога, субикулюм и зубчатая извилина. Что наиболее важно, субрегионы гиппокампа связаны двумя нервными связями. схемы. Это моносинаптический и трисинаптический контур.

Моносинаптический контур передает информация от энторинальной коры к CA1, и она обходит CA3 и зубчатая извилина.

С другой стороны, трисинаптическая схема отправляет информацию в зубчатую извилину по пути, который перфорирует субикулюм.Затем информация перемещается в CA3 по мшистому волокну.

Функции гиппокампа

Несколько теорий направлены на то, чтобы доказать диапазон функций гиппокампа . Два из них наиболее заметны и, скорее всего, верны. Это теории, связанные с памятью и пространством (1).

В 1971 году открытие клеток гиппокампа, которые разрушают потенциал действия, привело к подтверждению гипотезы пространственной теории.

А именно, эти клетки реагировали на попадание в определенные места в космосе. Это так называемые «поля ». Это открытие привело нас к выводу, что гиппокамп сканирует пространство и отображает окружающую среду.

В результате гиппокамп является ключевым центром пространственной навигации в нашем мозгу.

Это так называемые «поля мест». Это открытие привело нас к выводу, что гиппокамп сканирует пространство и отображает окружающую среду.В результате гиппокамп является ключевым центром пространственной навигации в нашем мозгу.

С другой стороны, гипотеза теории памяти несколько старше. А именно, она восходит к 1957 году. После того, как тщательные эксперименты по удалению гиппокампа показали, что гиппокамп является центром мозга, ответственным за формирование новых воспоминаний, как событий, так и связанных с фактами, эта теория стала более влиятельной.

Сегодня ученые соглашаются, что гиппокамп является ключевым центром памяти мозга.Однако мы до сих пор не знаем точно, как происходят процессы с памятью. Некоторые ученые считают, что он связывает воспоминания с переживаниями и что это способ их хранения.

Другие думают, что этот процесс напоминает осознанное вспоминание воспоминаний. Некоторые теории утверждают, что гиппокамп управляет воспоминаниями, уменьшая влияние подобных переживаний и наложений, что помогает ускорить процессы обучения.

Согласно другой теории, гиппокамп — это показатель нашего мозга и опыта.Вы можете думать об этом как о книжном указателе, который помогает нам находить нужную информацию за секунды.

Интересно, что эта теория утверждает, что гиппокамп хранит элементы, а не весь опыт. Эта теория противоречит теории, которая рассматривает это как воспоминание плюс опыт, подкрепленный ощущениями.

Кроме того, ученые расходятся во мнениях по следующему вопросу. Становятся ли долгосрочные воспоминания независимыми от этой части мозга или нет? Способна ли сама кора головного мозга вызывать воспоминания?

Это хорошо известная проблема консолидации систем .Сегодняшняя ведущая теория утверждает, что гиппокамп необходим для длительного воспроизведения контекстно-зависимых воспоминаний. В то же время для семантических воспоминаний этого не требуется.

Что касается других функций гиппокампа, можно сказать, что его орбитофронтальная кора связана с регулирование стресса и эмоций. Кроме того, задняя теменная кора отвечают за пространственную обработку, а также за когнитивные процессы.

Гиппокамп и наша память

Как уже упоминалось, гиппокамп играет ключевую роль в создании, организации и хранении новых воспоминаний , а также в соединении некоторых чувств и ощущений с этими воспоминаниями (1).

Проще говоря, запах или изображение, а также мелодия часто могут вызвать воспоминание. Именно гиппокамп играет роль в этой ситуации.

Различные субрегионы гиппокампа играют важную роль в определенных типах памяти. Например, задняя часть гиппокампа участвует в обработке пространственных воспоминаний.

Интересно, что управление сложными лабиринтами большого города, в частности его улицами, а также другими подобными лабиринтообразными сложными узорами связано с ростом на задней части гиппокампа .

Гиппокамп также играет роль в консолидации памяти во время сна . Исследования показывают, что более активные движения гиппокампа во время сна после некоторого вида тренировок или обучения приводят к улучшению памяти на следующий день.

Это не означает, что сами воспоминания хранятся в гиппокампе надолго. Вместо этого считается, что гиппокамп действует как центр доставки.

Проще говоря, он получает информацию, регистрирует ее и временно хранит перед тем, как передать в долговременную память.

Повреждение гиппокампа

Если одна сторона гиппокампа повреждена и разрушена, функция памяти останется почти нормальной, пока другая сторона не повреждена. Интересно, что повреждение обеих сторон гиппокампа может препятствовать способности формировать новые воспоминания, что известно как антероградная амнезия.

Поскольку гиппокамп играет такую ​​важную роль в формировании новых воспоминаний, повреждение этой части мозга может иметь серьезные долгосрочные последствия для определенных типов памяти (2).

Повреждение гиппокампа было обнаружено после патологоанатомического анализа мозга пациентов, страдающих амнезией. Такой ущерб связан с проблемами с формированием воспоминаний, таких как даты, события или имена.

Точный эффект повреждения гиппокампа может варьироваться в зависимости от пораженной части гиппокампа. Исследования показывают, что повреждение левого гиппокампа влияет на воспроизведение вербальной информации, а повреждение правого гиппокампа приводит к проблемам с визуальной информацией.

Кроме того, функция гиппокампа может ухудшаться с возрастом. К 80 годам люди могут потерять почти 20 процентов нервных связей в гиппокампе. Не все пожилые люди демонстрируют эту потерю, но у тех, кто это делает, результат теста памяти хуже.

МРТ головного мозга показали, что гиппокамп человека уменьшился примерно на 13 процентов в возрасте от 30 до 80 лет. Дегенерация клеток в гиппокампе также была связана с началом болезни Альцгеймера (2).

Наконец, интересно обратиться к случаю, относящемуся к 1953 году. А именно, это год одного из первых исследований дисфункции гиппокампа, которое было проведено на пациенте, страдавшем эпилепсией .

Больному произведено хирургическое удаление гиппокампа и окружающих его структур. Результат операции был тогда удивительным. А именно, пациент сохранил все свои когнитивные функции.

Они были почти целы.К сожалению, он не смог создать новые воспоминания. Это состояние называется антероградной амнезией. Теперь мы знаем, что этот тип амнезии возникает в результате дисфункции гиппокампа.

Давайте посмотрим, что происходит в случае болезни Альцгеймера . Происходит значительная потеря клеток в гиппокампе. В результате пациент страдает дефицитом памяти.

Эти проблемы возникают на самых первых стадиях болезни. Кроме того, пациент теряет способность производить новые клетки в гиппокампе, что связано с депрессией.Более того, это увеличивает стресс у пациента, и это состояние тоже связано с шизофренией.

Следовательно, эти данные связывают гиппокамп и нервно-психическое заболевание. Это усиливает уязвимость и чувствительность структур этой области нашего мозга. Более того, он подчеркивает опасность повреждений, травм и повреждений гиппокампа и его сегментов.

Наконец, пациенты, которых страдали кислородной недостаточностью головного мозга, также часто страдают от повреждения гиппокампа.Обычно это приводит к антероградной амнезии. Кроме того, травма гиппокампа часто связана с эпилептическими припадками, и именно в этой части мозга они находятся.

В результате может развиться состояние, называемое склерозом гиппокампа (2). Это состояние потери клеток гиппокампа.

Заключение

Гиппокамп — часть нашего мозга, напоминающая подкову . У него много важных функций. Однако самый важный из них — это память.Точнее, он передает данные из краткосрочной в долговременную память.

В результате повреждение гиппокампа часто приводит к потере памяти, неспособности формировать новые воспоминания и болезни Альцгеймера.

Список литературы
  1. Ананд К.С., Дхикав В. Гиппокамп в здоровье и болезни: Обзор. Энн Индийский академик Neurol. 2012 Октябрь; 15 (4): 239-46. DOI: 10.4103 / 0972-2327.104323. PMID: 23349586; PMCID: PMC3548359. Можно найти в Интернете по адресу: https: // www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548359/
  2. Wible CG. Физиология, структура и функции гиппокампа и нейробиология шизофрении: единый отчет о декларативном дефиците памяти, дефиците рабочей памяти и симптомах шизофрении. Behav Sci (Базель). 2013, 21 июня; 3 (2): 298-315. DOI: 10.3390 / BS3020298. PMID: 25379240; PMCID: PMC4217628. Можно найти в Интернете по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4217628/
.

гиппокампа | Определение, расположение, функции и факты

Гиппокамп , область мозга, связанная в первую очередь с памятью. Название hippocampus происходит от греческого hippokampus ( hippos , что означает «лошадь», и kampos , что означает «морской монстр»), поскольку форма структуры напоминает морскую лошадь. Гиппокамп, расположенный во внутренней (медиальной) области височной доли, является частью лимбической системы, которая особенно важна для регулирования эмоциональных реакций.Считается, что гиппокамп в основном участвует в хранении долговременных воспоминаний и в создании устойчивости этих воспоминаний к забыванию, хотя это предмет споров. Также считается, что он играет важную роль в пространственной обработке и навигации.

Британская викторина

Человеческое тело

Где образуются красные кровяные тельца?

Анатомия гиппокампа

Анатомия гиппокампа имеет большое значение для его функции.Гиппокамп получает входные данные и отправляет выходные данные в остальную часть мозга через структуру, известную как энторинальная кора, которая расположена под передней (фронтальной) областью гиппокампа. Сама формация гиппокампа состоит из нескольких подобластей, которые включают рог аммония (CA1–4), зубчатую извилину и субикулюм.

Основные нейронные цепи

Подобласти гиппокампа связаны двумя основными нейронными цепями: трисинаптическим и моносинаптическим.Трисинаптический контур передает информацию от энторинальной коры к зубчатой ​​извилине через перфорант, который проникает через субикулюм. Затем информация течет от зубчатой ​​извилины к CA3 по мшистому волокну (названному так из-за обширного ветвления его аксонов). Наконец, информация течет от CA3 к CA1 по пучкам аксонов, известным как коллатерали Шаффера. Контур завершается исходящими проекциями в субикулум и энторинальную кору. Моносинаптический вход обходит зубчатую извилину и CA3 и вместо этого передает информацию непосредственно из энторинальной коры в CA1.

Морфологические различия

Поля КА содержат три слоя (в отличие от остальной части шестислойной коры головного мозга) и используют пирамидные клетки (нейроны с дендритами, которые расширяются, чтобы придать телу клетки треугольный вид) в качестве основных возбуждающих клеток. Область CA3 гиппокампа содержит большую возбуждающую рекуррентную коллатеральную сеть (где аксоны возвращаются петлей к входным волокнам или дендритам), которая составляет самый большой входной источник для CA3.

Britannica Premium: удовлетворение растущих потребностей искателей знаний.Получите 30% подписки сегодня. Подпишись сейчас

Зубчатая извилина морфологически отличается от полей КА и содержит плотно упакованные гранулярные клетки (нейроны с относительно небольшими клеточными телами). Зубчатая извилина также является одной из двух областей мозга, в которых, как известно, находятся нервные стволовые клетки, которые способны дифференцироваться в новые нейроны на протяжении всей взрослой жизни.

Источники ввода

Гиппокамп получает входные данные от модулирующих систем нейротрансмиттеров, включая системы серотонина, норэпинефрина и дофамина.Он также получает холинергический вход (отвечает на нейромедиатор ацетилхолин) от медиальной перегородки, которая регулирует физиологическое состояние гиппокампа. Медиальная перегородка участвует в установке одного из критических колебательных ритмов в гиппокампе — тета-ритма. Отмена этой области или связанного с ней тета-ритма нарушает функцию гиппокампа.

Функции гиппокампа

Две наиболее влиятельные теории функции гиппокампа связаны с пространством и памятью.Пространственная гипотеза была подтверждена основополагающим открытием в 1971 году клеток в гиппокампе, которые запускали всплески потенциалов действия, когда крыса пересекала определенные места в пространстве или «поля мест». Это наводило на мысль, что гиппокамп был своего рода устройством, используемым мозгом для составления карты окружающей среды. Данные, подтверждающие эту идею, были получены в результате более поздних исследований виртуальной навигации на людях, которые предположили сильную связь между гиппокампом и пространственной навигацией. Гипотеза памяти возникла в 1957 году и была подтверждена исследованиями и наблюдениями, в которых удаление гиппокампа привело к потере способности формировать новые воспоминания, особенно связанные с фактами и событиями (декларативные).

Хотя среди ученых есть почти всеобщее согласие, что гиппокамп важен для памяти, точные процессы, с помощью которых гиппокамп поддерживает память, являются предметом многочисленных споров. Некоторые исследования показывают, что гиппокамп связывает предметы и контексты в единый опыт и хранит их. Другие исследования предполагают, что гиппокамп преимущественно участвует в сознательном воспоминании или переживании мысленного путешествия во времени во время воспоминания. Тем не менее, другие исследования показывают, что гиппокамп способен поддерживать быстрое обучение, уменьшая помехи между подобными воспоминаниями (например, когда человек припарковал свою машину сегодня, а не вчера).Некоторые теории функции гиппокампа рассматривают гиппокамп как указатель (во многом как указатель в конце книги), который связывает воедино элементы опыта, но не хранит сам опыт. Предполагается, что последние хранятся распределенным образом по всему мозгу, в то время как предполагается, что гиппокамп обладает индексом этого распределенного кода.

Существуют разногласия по поводу того, станут ли долговременные воспоминания в конечном итоге независимыми от гиппокампа, когда кора головного мозга будет достаточно способна поддерживать воспоминания.Это называется стандартной моделью консолидации систем. Основная конкурирующая теория, теория множественных следов, предполагает, что гиппокамп по-прежнему необходим для долговременного воспроизведения эпизодических (контекстно-зависимых) воспоминаний, но не для семантических или содержательных воспоминаний. Наконец, структура, функция и взаимосвязь гиппокампа неоднородны вдоль его продольной оси. Передний гиппокамп преимущественно связан с миндалевидным телом и орбитофронтальной корой и, как полагают, в основном участвует в регуляции эмоций и стресса.Задний гиппокамп преимущественно связан с ретроспленальной и задней теменной корой и, как полагают, в основном участвует в когнитивной и пространственной обработке.

.

Гиппокамп: функции, размер и проблемы

Гиппокамп — это часть мозга. Он находится во внутренних складках нижней средней части мозга, известной как височная доля.

Люди знали о гиппокампе более 4 веков. Это одна из наиболее изученных частей мозга.

Название происходит от греческих слов hippo, что означает лошадь, и kampo, что означает монстр, поскольку его форма напоминает морскую лошадь.

Его основные функции включают обучение и память человека.Информация о гиппокампе помогла исследователям понять, как работает память.

Гиппокамп является частью лимбической системы, которая связана с функциями ощущения и реакции.

Лимбическая система расположена на краю коры и включает гипоталамус и миндалевидное тело.

Эти структуры помогают контролировать различные функции организма, такие как эндокринная система и так называемая реакция «бей или беги».

Гиппокамп и память

Гиппокамп помогает людям обрабатывать и извлекать два вида памяти: декларативные воспоминания и пространственные отношения.

Декларативная память — это память, связанная с фактами и событиями. Примеры включают в себя обучение запоминанию речей или реплик в пьесе.

Пространственные воспоминания о взаимоотношениях включают пути или маршруты. Например, когда водитель такси изучает маршрут через город, он использует пространственную память. Воспоминания о пространственных отношениях, по-видимому, хранятся в правом гиппокампе.

В гиппокампе кратковременные воспоминания превращаются в долговременные.Затем они сохраняются в другом месте мозга.

Исследования показали, что нервные клетки продолжают развиваться в зрелом возрасте. Гиппокамп — одно из немногих мест в головном мозге, где генерируются новые нервные клетки.

Если одна или обе части гиппокампа повреждены такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, или если они получили травму в результате несчастного случая, человек может испытать потерю памяти и потерю способности создавать новые долговременные воспоминания. .

Они могут быть не в состоянии вспомнить некоторые вещи, которые произошли незадолго до повреждения гиппокампа, но они могут все еще помнить вещи, которые произошли более давно.Это потому, что долговременные воспоминания хранятся в другой части мозга, когда они становятся долговременными.

Временная глобальная амнезия — это особая форма потери памяти, которая развивается внезапно, по-видимому, сама по себе, а затем довольно быстро проходит.

У большинства людей с преходящей глобальной амнезией в конечном итоге восстанавливаются воспоминания, но причины, по которым возникает проблема и почему она разрешается, неясны. Возможно, дело в повреждении гиппокампа.

Повреждение гиппокампа может затруднить запоминание того, как добраться из одного места в другое.Человек может нарисовать карту района, в котором он жил в детстве, но найти магазин в новом районе может быть сложно.

Он также был связан с такими состояниями, как шизофрения и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).

Гиппокамп — это чувствительная часть мозга. На него может отрицательно повлиять целый ряд условий, в том числе длительное воздействие высоких уровней стресса.

Известно, что несколько заболеваний и факторов нарушают способность гиппокампа выполнять свою работу.

Болезнь Альцгеймера

Гиппокамп — одна из первых областей, пораженных болезнью Альцгеймера. Ранним признаком болезни Альцгеймера является потеря кратковременной памяти. Им также может быть трудно следовать указаниям.

По мере прогрессирования заболевания гиппокамп теряет объем, и ему становится труднее функционировать в повседневной жизни.

Эпилепсия

Вскрытие показало, что от 50 до 75 процентов людей с эпилепсией имеют повреждение гиппокампа.

Однако неясно, является ли эпилепсия причиной или результатом этого повреждения.

Депрессия и стресс

У людей с тяжелой депрессией гиппокамп теряет объем.

Ученые не уверены, является ли маленький размер результатом депрессии или одним из факторов. Есть данные, что стресс негативно влияет на гиппокамп.

Болезнь Альцгеймера, депрессия и стресс, по-видимому, связаны с меньшим размером гиппокампа.

При болезни Альцгеймера размер гиппокампа можно использовать для диагностики развития болезни.

По мнению некоторых исследователей, у людей с депрессией гиппокамп может сокращаться до 20 процентов.

Обзоры исследований показали, что гиппокамп у людей с тяжелой депрессией может быть в среднем на 10 процентов меньше, чем у людей без депрессии.

Болезнь Кушинга имеет ряд симптомов, связанных с высоким уровнем кортизола, гормона, вырабатываемого людьми в состоянии стресса.Один из этих симптомов — уменьшение размеров гиппокампа.

Исследование на обезьянах показало, что размер гиппокампа на 54% наследуется. Однако, поскольку гиппокамп продолжает производить нейроны на протяжении всей взрослой жизни, связь остается неясной.

Также неясно, является ли небольшой гиппокамп основной причиной определенных состояний или это результат.

В 2016 году ученые опубликовали обзор исследований влияния физических упражнений на снижение когнитивных функций и старение.

Результаты показывают, что упражнения в пожилом возрасте могут усилить способность этой структуры генерировать новые нервные клетки. Это сохранит и потенциально улучшит память. Однако как это происходит, остается неясным. Кроме того, на результат влияет ряд переменных. Для подтверждения любых выводов необходимы дополнительные исследования.

В августе 2017 года исследователи из Гонконга опубликовали результаты, свидетельствующие о том, что низкочастотная деятельность в гиппокампе может управлять функциональными связями в других частях мозга.Другими словами, активность гиппокампа может влиять не только на память и поиск пути, но и на такие функции, как зрение, слух и осязание.

В этом смысле гиппокамп можно описать как «сердце мозга».

.

Что такое гиппокамп? (с иллюстрациями)

Гиппокамп, названный так потому, что его форма отдаленно напоминает форму морского конька, отвечает за кодирование долговременных воспоминаний и помогает в пространственной навигации. Это одна из самых древних филогенетических частей мозга, и первая часть, выбранная для искусственного воспроизведения в качестве мозгового протеза. Известно, что гиппокамп связан с консолидацией эпизодических воспоминаний, которые представляют собой воспоминания о лично пережитых событиях и связанных с ними эмоциях.В отличие от семантических воспоминаний об абстрактных фактах и ​​их ассоциациях, эпизодические воспоминания могут быть представлены в виде рассказов. Повреждение гиппокампа приводит к неспособности формировать новые долгосрочные эпизодические воспоминания, хотя новые процедурные воспоминания, такие как двигательные последовательности для повседневных задач, все же могут быть изучены.

Patients with Alzheimer У пациентов с болезнью Альцгеймера часто возникают повреждения гиппокампа.

При шизофрении и некоторых типах тяжелой депрессии гиппокамп сокращается. Гиппокамп также известен как одна из наиболее хорошо структурированных и изученных частей мозга, поэтому он был выбран для эмуляции протезов. Хотя точные нейронные алгоритмы неизвестны, они полностью смоделированы.Поскольку гиппокамп очень старый, он был широко оптимизирован эволюцией и в основном одинаков для всех видов млекопитающих. Вот почему удалось создать протез гиппокампа путем исчерпывающего исследования гиппокампа крысы, взвешенного в спинномозговой жидкости.

The hippocampus is associated with the consolidation of personal memories and their emotions. Гиппокамп связан с консолидацией личных воспоминаний и эмоций.

Для навигации гиппокамп содержит «клетки места», которые активируются в зависимости от предполагаемого местоположения животного. Можно убедительно доказать, что эти клетки существуют в гиппокампе, потому что воспоминания должны использоваться для определения текущего местоположения на основе более фундаментальных переменных, таких как ориентация и скорость.Активация этих клеток места наблюдалась у людей, перемещающихся по городам виртуальной реальности. Неповрежденный гиппокамп требуется для многих задач пространственной навигации. Первоначально гиппокамп был неправильно связан с обонянием, которое фактически обрабатывается обонятельной корой.

The "place cells" in the hippocampus may be activated while someone is exploring a virtual reality environment. «Клетки места» в гиппокампе могут активироваться, когда кто-то исследует среду виртуальной реальности.Damage to the hippocampus can cause Alzheimer Повреждение гиппокампа может вызвать болезнь Альцгеймера, которая вызывает симптомы дезориентации и потери долговременной памяти.It is possible to design a hippocampal prosthesis through the study of rat hippocampi suspended in cerebrospinal fluid. Можно сконструировать протез гиппокампа путем исследования гиппокампа крысы, взвешенного в спинномозговой жидкости. Memories of personal experience, such as a Christmas during one Воспоминания о личном опыте, например о Рождестве в детстве, будут храниться в гиппокампе..

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о