Hippocampus

Hvis den gamle greske mytologien kalte Hippocampus fiskens herre, som representerte ham i form av et sjømonster - en hest med en fiskehale, fikk hjernens hippocampus, som er dens viktige struktur, dette navnet på grunn av likheten til formen i det aksiale planet med en uvanlig nålformet fisk av slekten Hippocampus - sjøskøyten.

Forresten, det andre navnet på den buede indre strukturen til tinninglappen i hjernen, gitt til den av anatomister på midten av 1700 -tallet - Ammons horn (Cornu Ammonis), er forbundet med den egyptiske guden Amun (i Gresk form - Ammon), som ble avbildet med værhorn.

Hippocampus struktur og dens struktur

Hippocampus er en kompleks struktur dypt inne i  tinninglappen i hjernen : mellom dens mediale side og det nedre hornet i  lateral ventrikkel , og danner en av veggene.

Langstrakte sammenkoblede strukturer i hippocampus (folder av gråstoffet til archicortex brettet inn i hverandre) er plassert langs hjernens lengdeakse, en i hver av tinninglappene: høyre hippocampus og venstre hippocampus kontralateral til den. [1]

Hos voksne varierer størrelsen på hippocampus - lengde fra forsiden til baksiden - fra 40-52 mm.

Hovedstrukturene er riktig hippocampus (Cornu Ammonis) og dentate gyrus (Gyrus dentatus); de markerer også den subikulære cortex, som er området for den grå substansen i hjernebarken som omgir hippocampus.[2]

Ammonhornet danner en bue, den rostrale delen (foran) er forstørret og er definert som hodet til hippocampus, som bøyer seg bakover og nedover og danner en hippocampal krok eller uncus på medialsiden av tinningloben uncus - hook) - (Uncus hippocampi). Anatomisk sett er det den fremre enden av parahippocampal gyrus (Gyrus parahippocampi), som er buet rundt selve hippocampus og stikker inn i bunnen av det tidsmessige (nedre) hornet i lateral ventrikel.

Også i rostraldelen er det fortykninger i form av tre til fire separate fremspring av kortikale gyri, som kalles fingrene til hippocampus (Digitationes hippocampi).

Den midterste delen av strukturen er definert som kroppen, og delen av den, kalt alveus, er bunnen av lateral ventrikel (tidshornet) i hjernen og er nesten helt dekket av choroid plexus, som er en kombinasjon av pia mater og ependyma (vevet som omgir ventrikkelhulen). Fibrene i den hvite substansen i alveus samles i fortykkede bunter i form av en frynse eller fimbria (Fimbria hippocampi), deretter passerer disse fibrene inn i hjernens fornix.

Under hippocampus er hovedutløpet - den øvre flate delen av parahippocampal gyrus, kalt Subiculum. Denne strukturen er atskilt med en grunne rudimentær kløft eller sulcus av hippocampus (Sulcus hippocampalis), som er en fortsettelse av sulcus av corpus callosum (Sulcus corporis callosi) og går mellom parahippocampal og dentate gyri. [3]

Og hippocampus dentate gyrus, også kalt parahippocampus, er en trelags konkav rille atskilt fra fibria og subiculum av andre spor.

Det skal også tas i betraktning at hippocampus og tilstøtende dentate og parahippocampal gyrus, subiculum og entorhinal cortex (del av temporal lobe cortex) danner hippocampusformasjonen - i form av en bule i bunnen av det tidsmessige hornet i lateral ventrikkel.

I denne sonen - i medialoverflatene til begge hjernehalvdelene (Hemispherium cerebralis) - er et sett med hjernestrukturer som er inkludert i hjernens limbiske system lokalisert  . Det limbiske systemet og hippocampus, som en av dets strukturer (sammen med amygdala, hypothalamus, basalganglier, cingulate gyrus, etc.), er ikke bare forbundet anatomisk, men også funksjonelt. [4]

Blodtilførselen til hippocampus utføres av karene som leverer blod til hjernens tinninglapper, det vil si grenene i den midtre cerebrale arterien. I tillegg kommer blod inn i hippocampus gjennom grenene til den bakre cerebrale arterien og den fremre koroidale arterien. Og utstrømningen av blod går gjennom de tidsmessige venene - fremre og bakre.

Hippocampus nevroner og nevrotransmittere

Den heterogene hippocampus cortex - allocortex - er tynnere enn hjernebarken og består av det overfladiske molekylære laget (Stratum molecular), det midterste laget av Stratum pyralidae (bestående av pyramidale celler) og et dypt lag av polymorfe celler.

Avhengig av egenskapene til cellestrukturen til Ammon, er hornet delt inn i fire forskjellige områder eller felt (de såkalte Sommer-sektorene): CA1, CA2, CA3 (selve hippocampus-området, dekket med dentatet gyrus) og CA4 (i selve tanngyrusen).

Sammen danner de en nevral trisynaptisk krets (eller krets), der funksjonene til å overføre nerveimpulser utføres av hippocampus nevroner, spesielt: eksitatoriske pyramidale nevroner i CA1, CA3 og subiculum -felt som er karakteristiske for strukturene i de fremre områdene i hjerne. Glutamatergiske pyramidale nevroner med dendritter (afferente prosesser) og axoner (efferente prosesser) er hovedtypen celler i  nervevevet i  hippocampus.

I tillegg er det stellate nevroner og granulære celler, konsentrert i laget av granulære celler i dentate gyrus; GABAergic interneurons - multipolare intercalary (associative) neurons of the CA2 field and parahippocampus; kurven (hemmende) nevroner i CA3 -feltet, samt de mellomliggende OLM -interneuronene som nylig ble identifisert i CA1 -regionen. [5]

Kjemiske budbringere som frigjøres fra sekretoriske vesikler i hovedcellene i hippocampus inn i den synaptiske kløften for å overføre nerveimpulser til målceller - nevrotransmittere eller nevrotransmittere i hippocampus (og hele det limbiske systemet) - er delt inn i eksitatoriske og hemmende (hemmende) ). Førstnevnte inkluderer glutamat (glutaminsyre), noradrenalin (noradrenalin), acetylkolin og dopamin, mens sistnevnte inkluderer GABA (gamma-aminosmørsyre) og serotonin. Avhengig av hvilke nevrotransmittere som virker på transmembranen nikotiniske (ionotrope) og muskarine (metabotrope) reseptorer i de hippocampale nevronkretsene, oppstår eksitasjon eller undertrykkelse av aktiviteten til nevronene. [6]

Funksjoner

Hva er hjernens hippocampus ansvarlig for, hvilke funksjoner utfører den i sentralnervesystemet? Denne strukturen er forbundet med hele hjernebarken ved indirekte afferente veier som går gjennom entorhinal cortex og subiculum og er involvert i behandlingen av kognitiv og emosjonell informasjon. Langt sett er koblingen mellom hippocampus og hukommelse best kjent, og forskere undersøker også hvordan hippocampus og følelser henger sammen.

Nevreforskere som studerer funksjonene til hippocampus har topografisk delt den inn i den bakre delen eller dorsalen og den fremre eller ventrale delen. Den bakre delen av hippocampus er ansvarlig for hukommelse og kognitive funksjoner, og den fremre delen er ansvarlig for uttrykk for følelser. [7]

Det antas at fra en rekke kilder langs de selvklebende nervefibrene (kommissurer) i tinninglobebarken, kommer informasjon til hippocampus, som den koder og kombinerer. Fra kortsiktig hukommelse  [8]danner det et langsiktig deklarativt minne (om hendelser og fakta) på grunn av langsiktig potensiering, det vil si en spesiell form for nevral plastisitet-en økning i aktiviteten til nevroner og synaptisk styrke. Henting av informasjon om fortiden (minner) er også regulert av hippocampus. [9]

I tillegg er strukturene til hippocampus involvert i konsolideringen av det romlige minnet og formidler orientering i rommet. Denne prosessen består i kognitiv kartlegging av romlig informasjon, og som et resultat av integrasjonen i hippocampus dannes mentale representasjoner av plasseringen av objekter. Og for dette er det enda en spesiell type pyramidale nevroner - stedceller. Antagelig spiller de også en viktig rolle i episodisk minne - å fikse informasjon om miljøet der visse hendelser fant sted. [10]

Når det gjelder følelser, er den viktigste av de cerebrale strukturene som er direkte relatert til dem, det limbiske systemet og dets integrerte del - hippocampus. [11]

Og i denne forbindelse bør det avklares hva hippocampus -sirkelen er. Dette er ikke den anatomiske strukturen i hjernen, men den såkalte mediale limbiske kjeden eller papesisk emosjonell sirkel. Med tanke på hypothalamus som kilden til menneskelig følelsesmessig uttrykk, la den amerikanske nevroanatomisten James Wenceslas Papez fram sitt konsept om dannelse og kortikal kontroll av følelser og minne på 1930 -tallet. I tillegg til hippocampus, inkluderte denne sirkelen mastoidlegemene i hypothalamusbunnen, thalamusens fremre kjerne, cingulate gyrus, temporal lobe cortex som omgir hippocampus og noen andre strukturer. [12]

Ytterligere studier avklarte de funksjonelle forbindelsene til hippocampus. Spesielt ble amygdala (Corpus amygdaloideum), som ligger i tinninglappen (foran hippocampus), anerkjent som det emosjonelle senteret i hjernen som er ansvarlig for den emosjonelle vurderingen av hendelser, dannelsen av følelser og dannelsen av emosjonelle beslutninger. Som en del av det limbiske systemet jobber hippocampus og amygdala / amygdala / amygdala sammen i stressende situasjoner og når følelser av frykt oppstår. Parahippocampal gyrus er også involvert i den negative emosjonelle reaksjonen, og konsolideringen av følelsesmessig uttrykte (forferdelige) minner skjer i amygdala laterale kjerner. [13]

Mange synaptiske forbindelser er lokalisert i mellomhjernen til  hypothalamus  og hippocampus, som bestemmer deres deltakelse i  stressresponsen . Dermed kontrollerer den fremre delen av hippocampus, som gir negativ tilbakemelding, stressresponsene til den funksjonelle nevroendokrine aksen i hypothalamus-hypofyse-binyrebarken. [14]

På jakt etter svar på spørsmålet om hvordan hippocampus og syn er relatert, har nevropsykologiske studier etablert deltakelse i visuell gjenkjenning av komplekse objekter og memorisering av objekter i parahippocampal gyrus og peririnal cortex (del av cortex av medialen tinninglappen).

Og hvilke forbindelser hippocampus og olfaktorisk hjerne (Rhinencephalon) har, er sikkert kjent. Først mottar hippocampus informasjon fra luktpæren (Bulbus olfactorius) gjennom amygdala. For det andre er kroken til hippocampus (uncus) luktsenteret i hjernebarken og kan tilskrives rhinencephalon. For det tredje er parahippocampal gyrus, som lagrer informasjon om lukt, også inkludert i den kortikale regionen, som er ansvarlig for luktesansen. [15]Les mer -  Lukt

Sykdommer i hippocampus og deres symptomer

Eksperter tilskriver hippocampus en ganske sårbar struktur i hjernen, dens skade (inkludert traumatisk hjerneskade) og relaterte sykdommer kan forårsake forskjellige symptomer - nevrologisk og psykisk.

Moderne metoder for neuroimaging hjelper til med å identifisere morfometriske endringer i hippocampus (volumet), som er tilstede ved hypoksisk skade og visse sykdommer i hjernen, så vel som i dets reduksjonsdeformiteter.

Asymmetri av hippocampus regnes som et viktig klinisk tegn, siden antagelig påvirkes venstre og høyre hippocampus annerledes under aldring. Ifølge noen studier spiller venstre hippocampus hovedrollen i episodisk verbalt minne (verbal erindring av minner), og høyre hippocampus spiller en stor rolle i konsolideringen av romlig minne. Ifølge målingen er forskjellen i volumet mellom 16 og 18%hos mennesker over 60 år; det øker med alderen, og i sammenligning med kvinner har menn mer asymmetri. [16]

En liten nedgang i hippocampus som oppstår med alderen regnes som normal: atrofiske prosesser i medial temporal lobe og entorhinal cortex begynner å forekomme nærmere det syvende tiåret. Men dramatisk krymping av sjøhestens hjerne øker risikoen for demens, hvis tidlige symptomer er korte episoder med hukommelsestap og desorientering. Les mer i artikkelen -  Symptomer på demens

Reduksjonen av hippocampus er mye mer uttalt ved  Alzheimers sykdom . Imidlertid er det ennå ikke klart om dette er resultatet av denne nevrodegenerative sykdommen eller er en forutsetning for dens utvikling. [17]

Ifølge studier  er det en bilateral og ensidig reduksjon i volumet av hippocampus-med 10-20% hos pasienter med generalisert  depressiv lidelse og stressforstyrrelser i posttraumatisk etiologi. Langsiktig depresjon er også ledsaget av en reduksjon eller svekkelse av neurogenese i hippocampus. [18]Ifølge nevrofysiologer skyldes dette økte nivåer av kortisol. Dette hormonet produseres og frigjøres av binyrebarken som svar på fysisk eller følelsesmessig stress, og overskuddet påvirker hippocampus pyramidale nevroner negativt, noe som svekker langtidshukommelsen. Det er på grunn av det høye nivået av kortisol at hippocampus krymper hos pasienter med  Itsenko-Cushings sykdom . [19], [20]

• Les også -  Symptomer på stress

En nedgang i antall eller endring av nerveceller i hippocampus kan også være assosiert med inflammatoriske prosesser (nevrobetennelse) i tinninglappen i hjernen (for eksempel med bakteriell meningitt, med herpes simplex virus type I eller II encefalitt) og langvarig aktivering av mikroglia, hvis immunceller (makrofager) frigjør proinflammatoriske cytokiner, proteinaser og andre potensielt cytotoksiske molekyler.

Volumet av denne cerebrale strukturen kan reduseres hos pasienter med  hjernegliomer  , siden tumorceller produserer nevrotransmitteren glutamat inn i det ekstracellulære rommet, et overskudd som fører til døden til hippocampus nevroner.

I tillegg har en rekke studier med MR -volumetrisk analyse av hippocampus registrert nedgang i traumatisk hjerneskade, epilepsi, moderat kognitiv svekkelse, Parkinsons og Huntingtons sykdommer,  schizofreni , Down og Turners syndromer. [21]

Underernæring i nervevevet - hypotrofi i hippocampus - kan ha en iskemisk etiologi etter å ha fått slag; spesielt i narkotikaavhengighet, spesielt opioid, hypotrofi observeres på grunn av svekket dopaminmetabolisme av psykoaktive stoffer.

Lidelser forårsaket av mangel på visse elementer påvirker trofismen i nervevevet i hele hippocampus, noe som påvirker sentralnervesystemets funksjon negativt. Så vitamin B1 eller tiamin og hippocampus er forbundet med det faktum at i tilfeller av kronisk mangel på dette vitaminet, blir prosessene for dannelse av korttidshukommelse forstyrret. Det viste seg at med mangel på tiamin (risikoen for at alkoholikere øker) i dentate gyrus og hippocampus -feltene CA1 og CA3, kan antallet pyramidale nevroner og tettheten av deres afferente prosesser reduseres, og det er derfor forstyrrelser i overføringen av nerveimpulser. [22],  [23]Lang tiaminovaya svikt kan forårsake  Korsakoff syndrom .

En progressiv nedgang i volumet av nervevev med tap av nevroner - atrofi av hippocampus - forekommer i praktisk talt de samme sykdommene, inkludert Alzheimers og Itsenko -Cushings. Risikofaktorer for utviklingen betraktes som kardiovaskulære sykdommer, depresjon og stressforhold, status epilepticus, diabetes mellitus, arteriell hypertensjon,  [24]fedme. Symptomer inkluderer hukommelsestap (ved Alzheimers, før anterograd  amnesi )  [25],  [26]problemer med å gjøre kjente prosesser, romlig definisjon og verbalt uttrykk. [27]

Hvis den strukturelle organiseringen av cellene i feltene på Ammonhornet og subiculum -regionen blir forstyrret og en del av de pyramidale nevronene (atrofi) går tapt - med utvidelse av interstitiet og spredning av glialceller (gliose) - vil sklerose i hippocampus bestemmes - mesial sklerose i hippocampus, mesial temporal eller mesial temporal lobe sclerosis. Sklerose forekommer hos pasienter med demens (forårsaker tap av episodisk og langtidshukommelse) og fører også til  tinninglappepilepsi . [28]Noen ganger er det definert som limbisk temporal eller hippocampal, det vil si hippocampus epilepsi. Dens utvikling er forbundet med tap av hemmende (GABAergic) interneuroner (som reduserer evnen til å filtrere afferente signaler fra entorhinal cortex og fører til hyperexcitabilitet), svekket neurogenese og spredning av aksoner av granulære celler i dentil zilin. Mer informasjon i artikkelen -  Epilepsi og epileptiske anfall - Symptomer

Som det fremgår av klinisk praksis, er hippocampus svulster sjelden funnet i denne cerebrale strukturen, og i de fleste tilfeller er det et gangliogliom eller dysembryoplastisk neuroepitelial svulst - en sakte voksende godartet glioneuronal neoplasma, som hovedsakelig består av glialceller. Forekommer oftest i barndommen og ung alder; hovedsymptomene er hodepine og kroniske kramper.

Medfødte anomalier i hippocampus

Med slike misdannelser i hjernebarken, som fokal kortikal dysplasi, hemimegalencephaly (ensidig forstørrelse av hjernebarken), schizencephaly (tilstedeværelse av unormale kortikale kløfter), polymicrogyria (reduksjon av konvolusjoner), samt ledsaget av kramper og visuelle romlige lidelser i periventrikulær nodul hippocampus.

Unormal forstørrelse av amygdala og hippocampus ble identifisert av forskere i nærvær  av autismesyndrom fra tidlig barndom . Bilateral forstørrelse av hippocampus observeres hos barn med  lissencephaly i hjernen , unormal fortykning av gyri (pachygiria), eller med subkortikal laminær heterotopi - en dobling av hjernebarken, hvis manifestasjon er epileptiske anfall. Mer informasjon i materialene:

• Hjernemisdannelser
• Dysgenese av hjernen

Hypoplasie i hippocampus, og ofte i corpus callosum, assosiert med underutvikling av hjernen, oppdages hos nyfødte med alvorlig encefalopati med en mutasjon av WWOX -genet som koder for oxidoreduktaseenzymet. Denne medfødte anomalien, som fører til tidlig død, manifesteres av spedbarnets mangel på spontan bevegelse og respons på visuelle stimuli, samt anfall (som dukker opp flere uker etter fødselen).

Inversjon av hippocampus - en endring i dens anatomiske posisjon og form - representerer også en intrauterin misdannelse av selve hippocampus (Cornu Ammonis), hvis dannelse fra foldene til den grå substansen i archicortex er fullført innen den 25. Svangerskapsuken.

Ufullstendig inversjon av hippocampus, samt malrotasjon av hippocampus eller inversjon av hippocampus med malrotation, er dannelsen av en sfærisk eller pyramidal hippocampus, som oftere observeres i venstre tinninglapp - med en nedgang i størrelse. Morfologiske endringer i furer i nærheten kan observeres. Anomalien oppdages hos pasienter med og uten anfall, i nærvær av andre intrakranielle defekter og ved fravær.

En medfødt anomali er også en hippocampus cyste - et lite hulrom fylt med cerebrospinalvæske (et utvidet perivaskulært rom avgrenset av en tynn vegg) med en avrundet form. Resterende cyster i hippocampus, synonymt med resterende sulcuscyster (Sulcus hippocampalis), dannes med ufullstendig involvering av den embryonale hippocampusfissuren under intrauterin utvikling. Den karakteristiske lokaliseringen av cysten er lateralt på toppen av hippocampus -sporet, mellom Cornu Ammonis og Gyrus dentatus. De manifesterer seg ikke på noen måte og blir oftest oppdaget ved en tilfeldighet under rutinemessige MR -studier av hjernen. Ifølge noen rapporter blir de oppdaget hos nesten 25% av voksne.

Hippocampus og koronavirus

Siden begynnelsen av spredningen av covid-19, har leger notert hos mange gjenopprettede pasienter glemsomhet, angst, depressivt humør, de hører ofte klager om "tåke i hodet" og økt irritabilitet.

Koronaviruset som forårsaker covid-19 er kjent for å komme inn i celler gjennom reseptorer i luktpæren (Bulbus olfactorius), noe som resulterer i symptomer som anosmi eller tap av lukt.

Luktpæren er forbundet med hippocampus, og ifølge forskere ved nevrodegenerative sykdommer ved Alzheimers forening skyldes dens lesjon den kognitive svekkelsen som er sett hos covid-19-pasienter, spesielt kortsiktige hukommelsesproblemer.

Nylig ble det kunngjort at de har tenkt å starte en storstilt studie av virkningene av koronavirus på hjernen og årsakene til kognitiv tilbakegang i nær fremtid, der forskere fra nesten fire dusin land vil delta - under teknisk veiledning og koordinering av WHO.

Les også -  Coronavirus henger i hjernen selv etter restitusjon

Diagnostikk av sykdommene i hippocampus

De viktigste metodene for å diagnostisere sykdommer forbundet med visse skader på strukturene i hippocampus inkluderer  studier av den nevropsykiske sfæren , magnetisk resonansavbildning og  computertomografi av hjernen .

Leger foretrekker å visualisere hippocampus på MR: med standard T1-vektede sagittale, koronale, diffusjonsvektede aksiale bilder, T2-vektede aksiale bilder av hele hjernen og T2-vektede koronale bilder av temporallappene. For å identifisere patologiske endringer i feltene til selve hippocampus, dentat eller parahippocampal gyri, brukes 3T MR; en MR -skanning med et høyere felt kan være nødvendig. [29]

Også utført:  Doppler ultralyd av hjernens kar , EEG -  encykalografi  av hjernen.

Detaljer i publikasjoner:

• Epilepsi - Diagnose
• Depressiv lidelse - diagnose

Behandling av sykdommer i hippocampus

Medfødte anomalier i hippocampus forbundet med underutvikling og reduksjon av deformiteter i hjernen kan ikke helbredes: barn er dømt til funksjonshemming på grunn av  kognitive svekkelser av  varierende alvorlighetsgrad og tilhørende atferdsforstyrrelser.

Hvordan behandles noen av sykdommene som er nevnt ovenfor? Les i publikasjoner:

• Epilepsi - behandling
• Demens ved Alzheimers sykdom - Behandling
• Nye behandlinger for Alzheimers sykdom
• Depresjonsbehandling
• Vitaminer for hjernen

I tilfeller der antikonvulsiva, det vil si  antiepileptika,  ikke takler anfall ved mesial temporal lobe epilepsi, benytter de  [30]seg av minst kirurgisk behandling.

Operasjoner inkluderer: hippocampectomy - fjerning av hippocampus; begrenset eller forlenget ektomi av epileptogene soner (reseksjon eller eksisjon av de berørte strukturene); temporal lobektomi med bevaring av hippocampus; selektiv reseksjon av hippocampus og mandel (amygdala-hippocampectomy). [31]

Ifølge utenlandsk klinisk statistikk stopper epileptiske anfall hos pasienter i 50-53% av tilfellene etter operasjonen, 25-30% av opererte pasienter får anfall 3-4 ganger i året.

Hvordan trene hippocampus?

Siden hippocampus (dens dentate gyrus) er en av få cerebrale strukturer der neurogenese eller nerveregenerering - dannelsen av nye nevroner - oppstår, kan trening påvirke prosessen med hukommelsessvikt positivt (hvis den underliggende sykdommen behandles).

Det er bevist at  aerob sportstrening  og fysisk aktivitet som er mulig (og spesielt i alderdommen) bidrar til overlevelse av nevroner og stimulerer dannelsen av nye nerveceller i hippocampus. Trening reduserer forresten stress og forbedrer depresjon. [32],  [33], 

I tillegg hjelper kognitiv stimulering med å trene hippocampus, det vil si mentale øvelser: huske poesi, lese, lese kryssord, spille sjakk, etc.

Hvordan forstørre hippocampus, fordi den på alderdom blir mindre? Et utprøvd middel av forskere er trening, noe som øker perfusjon av hippocampus, og dannelsen av nye celler i nervevevet er mer aktiv.

Hvordan gjenopprette hippocampus etter stress? Engasjere deg i mindfulness -meditasjon, som er en tanketreningspraksis som tar sikte på å senke løpende tanker, frigjøre negativitet og oppnå ro i sinn og kropp. En studie fra et østasiatisk universitet har vist at meditasjon kan bidra til å senke kortisolnivået i blodet.