ฟังก์ชั่นฮิบโปกายวิภาคศาสตร์และพยาธิวิทยา (พร้อมรูป)

ฮิบโป เป็นโครงสร้างสมองที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบ limbic และหน้าที่หลักคือการก่อตัวของความทรงจำใหม่ - หน่วยความจำ - และการวางแนวอวกาศ.

สมองฮิปโปแคมปัสตั้งอยู่ในสมองกลีบขมับ (หนึ่งในโครงสร้างสมองส่วนบน) แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบ limbic และมีส่วนร่วมในการทำงานของโครงสร้างที่ต่ำกว่า.

ทุกวันนี้มีการบันทึกไว้อย่างดีว่าหน้าที่หลัก ๆ ที่เกี่ยวข้องนั้นเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางปัญญา อันที่จริงฮิบโปแคมปัสได้รับการยอมรับทั่วโลกว่าเป็นโครงสร้างหลักของหน่วยความจำ.

อย่างไรก็ตามมันแสดงให้เห็นว่าภูมิภาคนี้มีกิจกรรมสองอย่างนอกเหนือจากกระบวนการท่องจำ: การยับยั้งพฤติกรรมและการวางแนวอวกาศ.

ประวัติของฮิบโปแคมปัส

ฮิปโปแคมปัสจากฮิปโปแคมปัสละตินถูกค้นพบในศตวรรษที่สิบเจ็ดโดยนักกายวิภาคศาสตร์ Giulio Cesare Aranzio.

มันเป็นหนี้ชื่อของการปรากฏตัวของโครงสร้างซึ่งคล้ายกับรูปร่างของม้าน้ำฮิปโปแคมปัส.

ในขั้นต้นมีการโต้เถียงเกี่ยวกับกายวิภาคของสมองส่วนนี้และได้รับชื่อต่าง ๆ เช่น "ไหม" หรือ "แตรเขา".

ในทำนองเดียวกันการดำรงอยู่ของสองภูมิภาคที่แตกต่างกันของฮิบโปถูกเสนอ: "เมเจอร์ฮิปโปแคมปัส" และ "เล็กน้อยฮิบโป".

ในปัจจุบันแผนกย่อยของฮิบโปได้ถูกปฏิเสธและจัดเป็นโครงสร้างที่ไม่ซ้ำกัน.

ในทางกลับกันในการค้นพบฮิบโปก็เกี่ยวข้องกับความรู้สึกของกลิ่นและปกป้องว่าโครงสร้างสมองนี้มีหน้าที่ในการประมวลผลและบันทึกสิ่งเร้าการดมกลิ่น.

ในความเป็นจริงมันไม่ได้จนกว่าปี 1900 เมื่อในมือของ Vladimir Béjterev, การทำงานที่แท้จริงของโครงสร้างได้แสดงให้เห็นและฟังก์ชั่นของหน่วยความจำดำเนินการโดยฮิบโปเริ่มที่จะตรวจสอบ.

ฮิบโปกายวิภาคศาสตร์

ฮิปโปแคมปัสถือเป็นพื้นที่สมองที่ตั้งอยู่ที่ส่วนท้ายของเยื่อหุ้มสมอง.

โดยเฉพาะมันเกี่ยวข้องกับพื้นที่ที่เยื่อหุ้มสมองลดลงเป็นชั้นเดียวของเซลล์ประสาทที่บรรจุหนาแน่น.

ด้วยวิธีนี้ฮิบโปแคมตัสเป็นพื้นที่รูปตัว S เล็ก ๆ ที่พบที่ขอบล่างของเยื่อหุ้มสมองสมองและรวมถึงส่วนท้องและส่วนหลัง.

เนื่องจากที่ตั้งของมันมันเป็นส่วนหนึ่งของระบบลิมบิคนั่นคือกลุ่มของภูมิภาคที่อยู่ในภูมิภาคที่อยู่นอกเขตสมองสมองและแลกเปลี่ยนข้อมูลกับบริเวณสมองที่แตกต่างกัน.

ในอีกด้านหนึ่งแหล่งที่มาหลักของ afferents ของฮิบโปคือเยื่อหุ้มสมองชั้นนอกและมีการเชื่อมต่ออย่างมากกับพื้นที่ส่วนใหญ่ของเปลือกสมอง.

โดยเฉพาะปรากฏว่าฮิบโปมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับเยื่อหุ้มสมอง prefrontal และพื้นที่ผนังด้านข้าง.

การเชื่อมต่อของฮิบโปกับพื้นที่เหล่านี้ของเยื่อหุ้มสมองอธิบายส่วนใหญ่ของกระบวนการทางปัญญาและฟังก์ชั่นหน่วยความจำที่โครงสร้างดำเนินการ.

ในทางกลับกันฮิปโปแคมปัสยังเชื่อมต่อกับส่วนล่างของสมอง.

ในแง่นี้มันได้แสดงให้เห็นว่าภูมิภาคนี้ได้รับการปรับอินพุตของระบบ serotoninergic, dopaminergic และ norepinephrine และเชื่อมต่อกับฐานดอกอย่างมาก.

สรีรวิทยาของฮิบโปแคมปัส

ฮิปโปแคมปัสทำงานผ่านกิจกรรมสองโหมดแต่ละแบบมีรูปแบบการทำงานที่แตกต่างกันและการมีส่วนร่วมของกลุ่มเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจง.

กิจกรรมสองโหมดนี้คือคลื่นทีและรูปแบบของกิจกรรมที่ผิดปกติ (LIA) ที่สูงขึ้น.

คลื่น Theta จะปรากฏขึ้นในระหว่างการแจ้งเตือนและสถานะของกิจกรรมรวมถึงในช่วง REM.

ในช่วงเวลานี้นั่นคือเมื่อเราตื่นขึ้นหรืออยู่ในช่วงการนอนหลับ REM ฮิบโปจะทำงานโดยคลื่นที่ยาวและผิดปกติที่เกิดจากเซลล์ประสาทเสี้ยมและเซลล์เม็ดเล็ก ๆ.

ในทางกลับกัน LIA จะปรากฏขึ้นในระหว่างการนอนหลับ (ยกเว้นในระยะ REM) และในช่วงเวลาแห่งความไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ (เมื่อเรากินและพักผ่อน).

ในทำนองเดียวกันดูเหมือนว่าคลื่นเชิงมุมช้าแค่ไหนที่มีความสัมพันธ์มากที่สุดกับกระบวนการความจำ.

ด้วยวิธีนี้ช่วงเวลาที่เหลือจะเป็นกุญแจสำคัญสำหรับฮิบโปในการจัดเก็บและเก็บข้อมูลในโครงสร้างสมองของพวกเขา.

ฟังก์ชั่นของฮิบโปแคมปัส

อย่างที่เราได้กล่าวไปแล้วสมมุติฐานเบื้องต้นว่าฮิปโปแคมปัสแสดงฟังก์ชั่นที่เกี่ยวข้องกับความรู้สึกของกลิ่นได้ถูกแทนที่.

ในความเป็นจริงความผิดพลาดของการทำงานที่เป็นไปได้ของฮิบโปถูกแสดงและได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแม้ว่าภูมิภาคนี้จะได้รับอวัยวะโดยตรงจากหลอดดมกลิ่น แต่ก็ไม่ได้มีส่วนร่วมในการทำงานที่ละเอียดอ่อน.

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามันเกี่ยวข้องกับการทำงานของฮิบโปกับการทำงานขององค์ความรู้.

ปัจจุบันการทำงานของภูมิภาคนี้มุ่งเน้นไปที่สามประเด็นหลัก: การยับยั้งหน่วยความจำและพื้นที่.

คนแรกที่โผล่ออกมาในยุค 60 ผ่านทฤษฎีการยับยั้งพฤติกรรมของ O'keefe และ Nadel.

ในแง่นี้ hyperactivity และความยากลำบากในการยับยั้งการสังเกตในสัตว์ที่มีรอยโรคในฮิบโปพัฒนาสายทฤษฎีนี้และที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของฮิบโปด้วยการยับยั้งพฤติกรรม.

เกี่ยวกับความทรงจำมันเริ่มเกี่ยวข้องกับบทความที่มีชื่อเสียงโดย Scoville และ Brenda Milner ซึ่งอธิบายว่าการผ่าตัดทำลายของฮิบโปในผู้ป่วยโรคลมชักกระตุ้น anterograde anterograde amnesia และภาวะความจำเสื่อมที่ร้ายแรงมาก.

การทำงานครั้งที่สามและครั้งสุดท้ายของฮิบโปนั้นเริ่มต้นด้วยทฤษฎีของ "แผนที่ความรู้" ของโทลแมนและการค้นพบของโอคีฟที่เซลล์ประสาทในฮิบโปของหนูดูเหมือนจะแสดงกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับสถานที่และสถานการณ์เชิงพื้นที่.

ฮิบโปและการยับยั้ง

การค้นพบบทบาทของฮิบโปในการยับยั้งพฤติกรรมนั้นค่อนข้างเร็ว ในความเป็นจริงฟังก์ชั่นนี้ยังอยู่ระหว่างการตรวจสอบ.

ในแง่นี้การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบพื้นที่เฉพาะของฮิบโปที่เรียกว่าฮิปโปแคมปัสหน้าท้อง.

ในการตรวจสอบพื้นที่ขนาดเล็กนี้ได้มีการสันนิษฐานว่าฮิบโปสามารถมีบทบาทสำคัญทั้งในการยับยั้งพฤติกรรมและในการพัฒนาของความวิตกกังวล.

การศึกษาที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับหน้าที่เหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาโดย Joshua A. Gordon.

ผู้เขียนบันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าของฮิปโปแคมปัส ventral และเยื่อหุ้มสมอง prefrontal อยู่ตรงกลางในหนูเมื่อสำรวจสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันซึ่งบางส่วนออกมาตอบสนองความวิตกกังวลกับสัตว์.

การศึกษามุ่งเน้นไปที่การแสวงหาการประสานของกิจกรรมสมองระหว่างบริเวณสมองเนื่องจากปัจจัยนี้ถือว่าเป็นการถ่ายโอนข้อมูลแบบเดี่ยว.

เมื่อเชื่อมต่อฮิบโปแคมปัสและเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าการซิงโครไนซ์ก็ปรากฏชัดเจนในทุกสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับหนู.

อย่างไรก็ตามในสถานการณ์ที่สร้างความวิตกกังวลให้กับสัตว์พบว่าการประสานระหว่างส่วนสมองทั้งสองนั้นเพิ่มขึ้น.

ในทำนองเดียวกันมันก็ยังแสดงให้เห็นว่าเยื่อหุ้มสมอง prefrontal มีประสบการณ์เพิ่มขึ้นในกิจกรรมของจังหวะ theta เมื่อหนูอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ก่อให้เกิดการตอบสนองความกลัวหรือความวิตกกังวล.

การเพิ่มขึ้นของกิจกรรม theta นี้สัมพันธ์กับการลดพฤติกรรมการสแกนของหนูดังนั้นจึงสรุปได้ว่าฮิบโปแคมปัสเป็นภูมิภาคที่รับผิดชอบในการส่งข้อมูลที่จำเป็นในการยับยั้งพฤติกรรมบางอย่าง.

ฮิบโปและหน่วยความจำ

ซึ่งแตกต่างจากบทบาทที่ฮิปโปแคมป์มีบทบาทในการยับยั้งในวันนี้มีมติทางวิทยาศาสตร์ระดับสูงในการยืนยันว่าภูมิภาคนี้มีโครงสร้างที่สำคัญสำหรับการทำงานและการพัฒนาของหน่วยความจำ.

ส่วนใหญ่มีการปกป้องว่าฮิบโปเป็นโครงสร้างสมองที่ช่วยให้การก่อตัวของความทรงจำใหม่ของเหตุการณ์ที่มีประสบการณ์ทั้งตอนและอัตชีวประวัติ.

ด้วยวิธีนี้สรุปได้ว่าฮิบโปเป็นพื้นที่ของสมองที่ช่วยให้การเรียนรู้และการเก็บรักษาข้อมูล.

สมมติฐานเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์อย่างพอเพียงทั้งจากการวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์หลายครั้งและเหนือสิ่งอื่นใดโดยอาการที่ก่อให้เกิดแผลในฮิบโป.

ในแง่นี้มันแสดงให้เห็นว่าการบาดเจ็บสาหัสในภูมิภาคนี้ทำให้เกิดความยากลำบากอย่างลึกซึ้งในการก่อตัวของความทรงจำใหม่และมักจะส่งผลกระทบต่อความทรงจำที่เกิดขึ้นก่อนการบาดเจ็บ.

อย่างไรก็ตามบทบาทหลักของฮิบโปในหน่วยความจำนั้นอยู่ในการเรียนรู้มากกว่าการดึงข้อมูลที่เก็บไว้ก่อนหน้านี้.

ในความเป็นจริงมันเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเมื่อมีคนสร้างความทรงจำนี่เป็นครั้งแรกที่เก็บไว้ในฮิบโป แต่เมื่อเวลาผ่านไปข้อมูลเข้าสู่ภูมิภาคอื่น ๆ ของขมับนอกสมอง.

ในทำนองเดียวกันฮิบโปดูเหมือนจะไม่เป็นโครงสร้างที่สำคัญในการเรียนรู้กลไกหรือทักษะการเรียนรู้ (วิธีการเล่นเครื่องดนตรีหรือไขปริศนาตรรกะ).

ความจริงนี้เผยให้เห็นถึงการมีอยู่ของหน่วยความจำประเภทต่าง ๆ ซึ่งควบคุมโดยพื้นที่สมองที่แตกต่างกันดังนั้นฮิบโปแคมปัสจึงไม่ครอบคลุมกระบวนการช่วยจำทั้งหมดในส่วนที่เต็ม แต่เป็นส่วนที่ดีของพวกเขา.

ฮิบโปและการวางแนวอวกาศ

งานวิจัยบางอย่างที่ทำในสมองหนูได้แสดงให้เห็นว่าฮิบโปมีชุดของเซลล์ประสาทที่มี "เขตข้อมูลสถานที่".

ซึ่งหมายความว่ากลุ่มของเซลล์ประสาทของฮิบโปกระตุ้นการกระทำที่อาจเกิดขึ้น (ส่งข้อมูล) เมื่อสัตว์ผ่านสถานที่เฉพาะในสภาพแวดล้อมของมัน.

ในทำนองเดียวกัน Edmund Rolls อธิบายว่าเซลล์ประสาทฮิบโปบางชนิดทำงานอย่างไรเมื่อสัตว์นั้นเพ่งมองไปที่แง่มุมต่าง ๆ ของสิ่งแวดล้อม.

ด้วยวิธีนี้การศึกษากับหนูพบว่าฮิบโปเป็นพื้นที่สำคัญในการพัฒนาความสามารถในการวางแนวและความจำเชิงพื้นที่.

ในมนุษย์ข้อมูลมี จำกัด มากขึ้นเนื่องจากความยากลำบากที่การวิจัยประเภทนี้เกิดขึ้น.

อย่างไรก็ตามพบ "เซลล์ประสาท" ที่พบในอาสาสมัครที่มีโรคลมชักซึ่งดำเนินการขั้นตอนการบุกรุกเพื่อค้นหาแหล่งที่มาของการโจมตีของพวกเขา.

ในการศึกษาอิเล็กโทรดถูกวางไว้ในฮิบโปของบุคคลและต่อมาพวกเขาถูกขอให้ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อย้ายในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงที่เป็นตัวแทนของเมือง.

ฮิบโปและโรคที่เกี่ยวข้อง

ดังที่เราได้เห็นรอยโรคในฮิบโปทำให้เกิดอาการหลายชุดส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียความจำและเหนือสิ่งอื่นใดความสามารถในการเรียนรู้ที่ลดลง.

อย่างไรก็ตามปัญหาความจำที่เกิดจากการบาดเจ็บสาหัสไม่ได้เป็นเพียงโรคเดียวที่เกี่ยวข้องกับฮิบโป.

ในความเป็นจริงโรคที่สำคัญ 4 โรคดูเหมือนจะเชื่อมโยงกับการทำงานของสมองส่วนนี้ เหล่านี้คือ:

สมองเสื่อม

ทั้งความชราและพยาธิสภาพของสมองดูเหมือนว่าจะเกี่ยวข้องกับฮิบโป.

ดังนั้นปัญหาความจำที่เกี่ยวข้องกับอายุหรือการลดลงของความสามารถทางปัญญาที่พบในวัยชรานั้นสัมพันธ์กับการลดลงของจำนวนประชากรของเซลล์ประสาทของฮิบโป.

ความสัมพันธ์นี้เห็นได้ชัดเจนมากขึ้นในโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเช่นอัลไซเมอร์ซึ่งมีการสังเกตการตายของเซลล์ประสาทในบริเวณสมองนี้อย่างมาก.

ความตึงเครียด

ฮิปโปแคมปัสมีตัวรับ mineralocorticoid ในระดับสูงทำให้ภูมิภาคนี้มีความเสี่ยงต่อความเครียด.

ความเครียดสามารถส่งผลกระทบต่อฮิบโปโดยการลดความตื่นเต้นง่ายยับยั้งการกำเนิดและก่อให้เกิดฝ่อของเซลล์ประสาทบางส่วน.

ปัจจัยเหล่านี้อธิบายถึงปัญหาความรู้ความเข้าใจหรือความล้มเหลวของหน่วยความจำที่เราสามารถพบได้เมื่อเราเครียดและพวกเขาจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่คนที่ทุกข์ทรมานจากโรคเครียดหลังบาดแผล.

โรคลมบ้าหมู

ฮิบโปแคมปัสมักเป็นจุดสนใจของอาการชักจากโรคลมชัก เส้นโลหิตตีบของฮิบโปเป็นประเภทที่พบมากที่สุดของความเสียหายของเนื้อเยื่อในโรคลมชักกลีบขมับ.

อย่างไรก็ตามมันยังไม่ชัดเจนว่าโรคลมชักเกิดขึ้นเนื่องจากความผิดปกติในการทำงานของฮิบโปหรือการเป็นลมบ้าหมูทำให้เกิดความผิดปกติในฮิบโป.

โรคจิตเภท

โรคจิตเภทเป็นโรคเกี่ยวกับระบบประสาทซึ่งเกี่ยวข้องกับความผิดปกติจำนวนมากในโครงสร้างสมอง.

ภูมิภาคที่เกี่ยวข้องกับโรคนี้มากที่สุดคือ cerebral cortex อย่างไรก็ตามฮิบโปก็อาจมีความสำคัญเนื่องจากแสดงให้เห็นว่าอาสาสมัครหลายคนที่เป็นโรคจิตเภทมีขนาดลดลงอย่างมีนัยสำคัญในภูมิภาคนี้.

วิดีโออธิบาย

การอ้างอิง

1. Burgess N, Maguire EA, O'Keefe J. ฮิปโปโปเตมัสมนุษย์และความจำเชิงพื้นที่และฉาก เซลล์ประสาท 2002; 35: 625-41.
2. Chicurel ME, Harris KM การวิเคราะห์แบบสามมิติของโครงสร้างและองค์ประกอบของกระดูกสันหลังส่วนปลายของกิ่งเดนดรินิติ CA3 และความสัมพันธ์แบบซินดิแคปกับเส้นใยมอสซี่บูทในหนูหนูฮิปโปแคมปัส J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
3. ดึง LJ, Fusi S, Hen R. neurogenesis สำหรับผู้ใหญ่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมฮิปโปแคมปัส: ทำไมต้องฟันฮิสเทต? เรียนรู้ Mem 2013; 20: 710-29.
4. Hales JB และคณะ แผลเยื่อหุ้มสมองชั้นนอกอยู่ตรงกลางเพียงบางส่วนเท่านั้นรบกวนเซลล์ที่มีตำแหน่งของฮิปโปแคมปัสและหน่วยความจำที่ขึ้นอยู่กับฮิปโปแคมปัส Cell Rep 2014; 9: 893-01.
5. Keefe JO, Nadel L. ฮิบโปเป็นแผนที่เกี่ยวกับความรู้ความเข้าใจ Oxford: Clarendon Press 1978.
6. Kivisaari SL, Probst A, Taylor KI Perirhinal, Entorhinal, และ Parahippocampal Cortices และ Hippocampus: ภาพรวมของกายวิภาคศาสตร์การทำงานและพิธีสารสำหรับการแบ่งกลุ่มของพวกเขาในภาพ MR ใน fMRI Springer Berlin Heidelberg 2013 239-67.
7. Witter MP, Amaral DG เยื่อหุ้มสมองของ Entorhinal ของลิง: ฉายวีไปที่ dentate gyrus ฮิบโปและซับซ้อน subicular J Comp Neurol 1991; 307: 437-59.