Hippocampus

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 27. marts 2022; checks kræver 11 redigeringer .
hippocampus
Kataloger
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Hippocampus (fra andet græsk ἱππόκαμπος  - søhest ) - en afdeling af det limbiske system i hjernen ( olfaktorisk hjerne ) hos en person og hippocampus-dannelsen . Ansvarlig for udvikling af intuition og udvikling af fremsynsmekanismen. Deltager i mekanismerne for dannelsen af ​​følelser , hukommelseskonsolidering (det vil sige overgangen af ​​korttidshukommelse til langsigtet), rumlig hukommelse , nødvendig for navigation. Genererer theta-rytme , når du holder opmærksomheden [1] .

Hippocampus findes hos alle hvirveldyr. Hos mennesker indeholder den to indbyrdes forbundne dele, højre hippocampus og dentate gyrus .

Ved Alzheimers sygdom (og andre former for demens ) er hippocampus en af ​​de første hjernestrukturer, der lider. Tab af korttidshukommelse og desorientering er blandt de første symptomer. Med omfattende skader i begge hjernehalvdele opstår der anterograd amnesi  - manglende evne til at danne nye langtidsminder. Bemærkelsesværdig er tilfældet med Henry Molison , der mistede sin hippocampus som følge af en kirurgisk operation.

Hippocampus bruges ofte som model for studiet af neurofysiologi . For eksempel blev et sådant fænomen med neuronal plasticitet som langsigtet potensering opdaget, mens man studerede den neuronale aktivitet af kaninhippocampus.

Anatomi

Hippocampus er en parret struktur placeret i de mediale temporale områder af halvkuglerne. Højre og venstre hippocampi er forbundet af commissurale nervefibre, der løber i hjernens fornix ( latinske  commissura fornicis ).

Hippocampi danner de mediale vægge af de nedre horn af de laterale ventrikler ( lat.  ventriculus lateralis ), placeret i tykkelsen af ​​hjernehalvdelene , strækker sig til de forreste sektioner af de nedre horn i den laterale ventrikel og ender med fortykkelser, delt ved små riller i separate tuberkler - søhestens tæer ( lat.  digitationes hippocampi ). På den mediale side med hippocampus er fimbria af hippocampus ( lat.  fimbria hippocampi ) fusioneret, hvilket er en fortsættelse af benet af fornix af telencephalon . De laterale ventriklers choroid plexus støder op til fimbriae af hippocampus.

Den korrekte hippocampus består af fire sektioner, der danner et trisynaptisk netværk - CA1, CA2, CA3 og CA4. Stederne er forbundet med forbindelsesstier - perforeringsstien og mosede fibre . Perforatorkanalen forbinder entorial til alle regioner af hippocampus, inklusive dentate gyrus, CA-regioner og bunden af ​​hippocampus . CA3 modtager signal fra dentate gyrus - granulaceller via mosede fibre og fra den entorhinale cortex via perforatorvejen. CA2 er et lille område mellem CA1 og CA3.

Funktioner

Hippocampus tilhører et af de ældste hjernesystemer - limbisk , som bestemmer dets betydelige multifunktionalitet. Formentlig allokerer og bevarer hippocampus vigtig information i strømmen af ​​eksterne stimuli, udfører funktionen af ​​korttidshukommelse og funktionen af ​​dens efterfølgende oversættelse til langtidshukommelse. De fleste forskere er enige om, at hippocampus er forbundet med hukommelse, men dens mekanisme er endnu ikke klar. Der er en teori om "hukommelse af to tilstande", at hippocampus holder information i vågenhed og omsætter den til hjernebarken under søvn. En anden funktion af hippocampus er memorisering og kodning af det omgivende rum ( rumlige evner ), i forbindelse med hvilken det aktiveres, når det er nødvendigt at holde fokus på de ydre vartegn, der bestemmer adfærdsvektoren.

Når hippocampus er beskadiget, opstår Korsakoffs syndrom  - en sygdom, hvor patienten, med en sammenlignende bevarelse af spor af langtidshukommelse, mister hukommelsen for aktuelle begivenheder.

Et fald i volumen af ​​hippocampus er et af de tidlige diagnostiske tegn ved Alzheimers sygdom .

En af hippocampus' funktioner er at glemme information. Dette skyldes, at hippocampus filtrerer information og vælger, hvad der skal beholdes, og hvad der skal glemmes.

Ifølge resultaterne af undersøgelser foretaget af Kirsty Spalden, Jonas Friesen m.fl. viste det sig, at hastigheden af ​​dannelsen af ​​nye neuroner i hippocampus for en voksen anslås til 1400 neuroner dagligt, hvilket svarer til fornyelsen af ​​en andel på 1,75 %. af hele hippocampus inden for 1 år [2] (baseret på dens gennemsnitlige volumen på 30 millioner neuroner).

Samtidig falder neurogenesen af ​​den menneskelige hippocampus ifølge nyere undersøgelser kraftigt med alderen; i voksentilstanden opdages næsten ikke dannelsen af ​​nye neuroner [3] . Og på den anden side siger Sandrine Thuret ifølge den seneste forskning om human hippocampus neurogenese, at vi kan dyrke nye hjerneceller. Og hun kan fortælle os hvordan. [fire]

Rolle i topografisk hukommelse og orientering (navigation)

Undersøgelser udført, herunder nylige, viser, at hippocampus, som en del af hippocampus-formationen, er involveret i lagring og behandling af rumlig topografisk information. Undersøgelser i rotter har vist, at der er neuroner i hippocampus ( stedneuroner ), som udfører funktionen af ​​hukommelse af steder i rummet. Hovedretningsneuroner , gitterneuroner , grænseneuroner og hastighedsneuroner placeret i den entorhinale cortex projiceres på disse neuroner . Sammen giver disse neuroner orientering i rummet. Placerneuroner og gitterneuroner affyrer, når et dyr befinder sig et bestemt sted, uanset bevægelsesretningen, er hastighedsneuroner og hovedretningsneuroner følsomme over for bevægelseshastighed og hovedposition.

Hos rotter kan visse neuroner, kaldet kontekstafhængige, affyre afhængigt af dyrets fortid (retrospektiv) eller forventede fremtid (perspektiv). Forskellige neuroner affyrer fra forskellige steder af dyret, så ved at observere potentialet af individuelle neuroner , kan man se, hvor man tror, ​​at dyret er. Som det viste sig, er de samme rumlige neuroner hos mennesker involveret i at finde en måde, mens de navigerer gennem virtuelle byer. Sådanne resultater blev opnået gennem undersøgelse af mennesker med elektroder implanteret i hjernen, der anvendes til diagnostiske formål til kirurgisk behandling af alvorlige epileptiske anfald.

Opdagelsen af ​​rumlige neuroner førte til ideen om, at hippocampus kunne spille rollen som et kort – en neural repræsentation af miljøet og dyrets placering i det. Undersøgelser har vist, at hippocampus er afgørende for at løse selv de mest simple opgaver, der kræver topografisk hukommelse (såsom at finde en vej til et skjult mål). Uden en fuldt fungerende hippocampus kan folk ikke huske, hvor de har været, eller hvordan de kommer til deres destination; desorientering er et af de mest almindelige symptomer på amnesi. Hjernebilleddannelse viser, at hippocampus er mest aktiv hos mennesker under vellykket bevægelse gennem rummet, som i virtual reality-eksemplet.

Der er også dokumentation for, at hippocampus spiller en rolle i at finde genveje mellem allerede kendte steder. For eksempel skal taxachauffører kende et stort antal steder og de korteste veje mellem dem. En undersøgelse fra 2003 fra et London-universitet viste, at bagsiden af ​​hippocampus af London taxachauffører er større end de fleste menneskers. Om den i starten store bagerste del af hippocampus er med til at blive taxachauffør eller den konstante søgen efter den korteste vej fører til dens vækst, er endnu ikke afklaret. Hvorom alting er, når man studerede sammenhængen mellem størrelsen af ​​hippocampus og tiden brugt som taxachauffør, fandt man ud af, at jo mere en person arbejder som taxachauffør, jo mere volumen har bagsiden af ​​hippocampus. Det blev dog konstateret, at det samlede volumen af ​​hippocampus forbliver uændret i både kontrolgruppen og taxachauffører: det vil sige, at bagsiden af ​​hippocampus af taxachauffører virkelig steg, men på bekostning af fronten.

Kunstig hippocampus

Siden 2003 , ved University of California i Los Angeles (USA), har en gruppe videnskabsmænd ledet af Theodore Berger udviklet en kunstig rotte-hippocampus [5] [6] . Simuleringen antager, at hippocampus' hovedfunktion er at kode information til lagring i andre dele af hjernen, der spiller rollen som langtidshukommelse . Det antages også, at på grund af den meget store lighed mellem denne del af hjernen hos pattedyr, vil tilpasningen til funktionen af ​​den menneskelige hippocampus blive udført ret hurtigt. Da videnskabsmænd ikke vidste, hvordan man kodede , blev hippocampus modelleret som en samling af neurale netværk, der fungerede parallelt. En hypotese er blevet fremsat, at en sådan formodet struktur af den rigtige hippocampus gør det muligt at omgå hele det beskadigede område i tilfælde af skade. Strukturelt er analogen til hippocampus lavet i form af en computerchip med to bundter af elektroder : en indgang til registrering af den elektriske aktivitet af andre dele af hjernen og en udgang til at sende elektriske signaler til hjernen.

I august 2006 begyndte skabelsen af ​​en matematisk model af rottehippocampus . I december 2010 havde forskere ved Institute of Southern California sammen med kolleger ved Wake Forest University udviklet og testet et kredsløb [7] [8] , der erstatter rottehippocampus. Forskerne var i stand til at få rotten til at huske bestemte handlinger. Hvad mere er, var hippocampus- protesen i stand til at forbedre rottens hjernekapacitet, mens den arbejdede med den naturlige hippocampus. Professor Theodor Berger ser frem til skabelsen af ​​en kunstig menneskelig hippocampus i 2025 . Men først skal der skabes en passende protese og testes på en abehjerne .

Noter

  1. ↑

    Når opmærksomheden fanges af et enkelt mål, når den holdes i hukommelsen, i internt fokus, så dukker theta-rytmen op i cortex, som hippocampus pålagde den.

    - Tidsskrift "Science and Life", nr. 5, 2013, artikel "Hvor smarte børn kommer fra" ( Tatyana Stroganova , Doctor of Biological Sciences)
  2. ↑ Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans Arkiveret 11. juni 2013 på Wayback Machine 6. juni 2013.
  3. ↑ Shawn F. Sorrells, Mercedes F. Paredes, Arantxa Cebrian-Silla, Kadellyn Sandoval, Dashi Qi. Human hippocampus neurogenese falder kraftigt hos børn til uopdagelige niveauer hos voksne   // Nature . — 2018/03. - T. 555 , nr. 7696 . — S. 377–381 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/nature25975 .
  4. ↑ Olga Teselko. Sandrine Thuret: Du kan dyrke nye hjerneceller. Og jeg vil fortælle dig hvordan . Ideonomi - Smart omkring det vigtigste (20. juli 2018). Hentet: 3. august 2022.
  5. ↑ Duncan Graham-Rowe. Verdens første hjerneprotese Arkiveret 4. oktober 2010 på Wayback Machine 15. marts 2003, magasinudgave 2386
  6. ↑ Verdens første hjerneprotese blev oprettet , cnews.ru, 14/03/2003. Arkiveret 18. maj 2015 på Wayback Machine
  7. ↑ En kortikal neural protese til at genoprette og forbedre hukommelsen Arkiveret 27. september 2013 på Wayback Machine 8. november 2010 (publiceret 15. juni 2011).
  8. ↑ Forskere planter elektronisk hukommelse i rottehjerne Arkiveret 26. juni 2011 på Wayback Machine 23. juni 2011.

Litteratur

Links

 Hjernestrukturer : Limbisk system
strukturer