Hippocampus

Hvis den antikke græske mytologi kaldte Hippocampus for fiskens herre og repræsenterede ham i form af et havmonster - en hest med en fiskehale, modtog hjernens hippocampus, som er dens vigtige struktur, dette navn på grund af ligheden mellem sin form i det aksiale plan med en usædvanlig nålformet fisk af slægten Hippocampus - havskøjten.

I øvrigt er det andet navn på den buede indre struktur af hjernens tindingelapp givet af anatomister i midten af 1700 -tallet - Ammons horn (Cornu Ammonis), forbundet med den egyptiske gud Amun (i Græsk form - Ammon), der blev afbildet med vædderhorn.

Hippocampus struktur og dens struktur

Hippocampus er en kompleks struktur dybt inde i  tindingelappen i hjernen : mellem dens mediale side og det nedre horn i den  laterale ventrikel og danner en af dens vægge.

Langstrakte sammenkoblede strukturer i hippocampus (folder af det grå stof i archicortex foldet ind i hinanden) er placeret langs hjernens længdeakse, en i hver af de tidsmæssige lober: den højre hippocampus og den venstre hippocampus kontralateral til den. [1]

Hos voksne varierer størrelsen på hippocampus - længden fra forside til bagside - fra 40-52 mm.

Hovedstrukturerne er den korrekte hippocampus (Cornu Ammonis) og tandgyrus (Gyrus dentatus); de fremhæver også den subikulære cortex, som er området for den grå substans i hjernebarken, der omgiver hippocampus.[2]

Ammonhornet danner en bue, hvis rostrale (forreste) del er forstørret og er defineret som hovedet på hippocampus, der bøjer tilbage og nedad og danner på den mediale side af tindingelappen en hippocampal krog eller uncus (fra latin uncus - hook) - (Uncus hippocampi). Anatomisk set er det den forreste ende af parahippocampus gyrus (Gyrus parahippocampi), som er buet omkring selve hippocampus og stikker ind i bunden af det tidsmæssige (nedre) horn i den laterale ventrikel.

Også i den rostrale del er der fortykkelser i form af tre til fire separate fremspring af kortikale gyri, som kaldes hippocampusens fingre (Digitationes hippocampi).

Den midterste del af strukturen er defineret som kroppen, og den del af den, kaldet alveus, er bunden af hjernens laterale ventrikel (tidshornet) og er næsten fuldstændigt dækket af choroid plexus, som er en kombination af pia mater og ependyma (vævet, der beklæder ventrikelhulen). Fibrene i alveusens hvide stof opsamles i fortykkede bundter i form af en frynse eller fimbria (Fimbria hippocampi), derefter passerer disse fibre ind i hjernens fornix.

Under hippocampus er dens hovedudløb - den øvre flade del af parahippocampus gyrus, kaldet Subiculum. Denne struktur er adskilt af en overfladisk rudimentær spalte eller sulcus af hippocampus (Sulcus hippocampalis), som er en fortsættelse af sulcus af corpus callosum (Sulcus corporis callosi) og løber mellem parahippocampal og dentate gyri. [3]

Og hippocampus tandgyrus, også kaldet parahippocampus, er en trelags konkave rille adskilt fra fibria og subiculum af andre riller.

Det skal også tages i betragtning, at hippocampus og tilstødende dentate og parahippocampal gyrus, subiculum og entorhinal cortex (en del af temporal lobe cortex) danner hippocampusformationen - i form af en bule i bunden af det tidsmæssige horn i lateralhornet ventrikel.

I denne zone - i de mediale overflader af begge hjernehalvdele (Hemispherium cerebralis) - er et sæt hjernestrukturer inkluderet i hjernens limbiske system lokaliseret  . Det limbiske system og hippocampus, som en af dets strukturer (sammen med amygdala, hypothalamus, basale ganglier, cingulate gyrus osv.), Er ikke kun forbundet anatomisk, men også funktionelt. [4]

Blodforsyningen til hippocampus udføres af de kar, der forsyner blod med hjernens tindingelapper, det vil sige grenene i den midterste cerebrale arterie. Derudover kommer blod ind i hippocampus gennem grenene af den bageste cerebrale arterie og den forreste koroidale arterie. Og udstrømningen af blod går gennem de tidsmæssige årer - forreste og bageste.

Hippocampus neuroner og neurotransmittere

Den heterogene hippocampus cortex - allocortex - er tyndere end hjernebarken og består af det overfladiske molekylære lag (Stratum molekylær), det midterste lag af Stratum pyralidae (bestående af pyramidale celler) og et dybt lag af polymorfe celler.

Afhængigt af egenskaberne ved Ammonens cellulære struktur er hornet opdelt i fire forskellige områder eller felter (de såkaldte Sommer-sektorer): CA1, CA2, CA3 (selve hippocampus-området, dækket med dentatet gyrus) og CA4 (i selve tandgyrus).

Sammen danner de et neuralt trisynaptisk kredsløb (eller kredsløb), hvor funktionerne ved transmission af nerveimpulser udføres af hippocampusneuroner, især: excitatoriske pyramidale neuroner i CA1, CA3 og subiculumfelter, der er karakteristiske for strukturer i de forreste regioner i hjerne. Glutamatergiske pyramidale neuroner med dendritter (afferente processer) og axoner (efferente processer) er hovedtypen af celler i  nervevævet i  hippocampus.

Derudover er der stellate neuroner og granulære celler, koncentreret i laget af granulære celler i dentat gyrus; GABAergiske interneuroner - multipolære intercalære (associative) neuroner i CA2 -feltet og parahippocampus; kurven (hæmmende) neuroner i CA3 -feltet, samt de mellemliggende OLM -interneuroner, der for nylig blev identificeret i CA1 -regionen. [5]

Kemiske budbringere, der frigives fra sekretoriske vesikler i hovedcellerne i hippocampus til den synaptiske spalte for at overføre nerveimpulser til målceller - neurotransmittere eller neurotransmittere i hippocampus (og hele det limbiske system) - er opdelt i excitatoriske og hæmmende (hæmmende) ). Førstnævnte omfatter glutamat (glutaminsyre), noradrenalin (noradrenalin), acetylcholin og dopamin, mens sidstnævnte omfatter GABA (gamma-aminosmørsyre) og serotonin. Afhængigt af hvilke neurotransmittere, der virker på transmembranen nicotiniske (ionotrope) og muskarine (metabotrope) receptorer i de hippocampus neuronale kredsløb, opstår excitation eller undertrykkelse af aktiviteten af dets neuroner. [6]

Funktioner

Hvad er hjernens hippocampus ansvarlig for, hvilke funktioner udfører den i centralnervesystemet? Denne struktur er forbundet med hele hjernebarken ved indirekte afferente veje, der passerer gennem entorhinal cortex og subiculum og er involveret i behandlingen af kognitiv og følelsesmæssig information. Langt hen ad vejen er forbindelsen mellem hippocampus og hukommelse bedst kendt, og forskere undersøger også, hvordan hippocampus og følelser hænger sammen.

Neurovidenskabsfolk, der studerer hippocampus funktioner, har topografisk opdelt den i den bageste del eller dorsal og den forreste eller ventrale del. Den bageste del af hippocampus er ansvarlig for hukommelse og kognitive funktioner, og den forreste del er ansvarlig for udtryk for følelser. [7]

Det menes, at der fra en række kilder langs de klæbende nervefibre (kommissurer) i tindingelappebarken kommer information til hippocampus, som den koder og kombinerer. Fra korttidshukommelse  [8]danner den en langsigtet deklarativ hukommelse (om begivenheder og fakta) på grund af langsigtet potentiering, det vil sige en særlig form for neural plasticitet-en stigning i neuroners aktivitet og synaptisk styrke. Hentning af oplysninger om fortiden (erindringer) reguleres også af hippocampus. [9]

Derudover er hippocampus strukturer involveret i konsolideringen af rumlig hukommelse og formidler orientering i rummet. Denne proces består i kognitiv kortlægning af rumlig information, og som et resultat af dets integration i hippocampus dannes mentale repræsentationer af objekternes placering. Og til dette er der endda en særlig type pyramidale neuroner - stedceller. Formentlig spiller de også en vigtig rolle i episodisk hukommelse - fixering af oplysninger om det miljø, hvor bestemte begivenheder fandt sted. [10]

Hvad angår følelser, er den vigtigste af de cerebrale strukturer, der er direkte relateret til dem, det limbiske system og dets integrerede del - hippocampus. [11]

Og i den forbindelse bør det præciseres, hvad hippocampus -cirklen er. Det er ikke hjernens anatomiske struktur, men den såkaldte mediale limbiske kæde eller papesiske følelsescirkel. I betragtning af hypothalamus som kilden til menneskeligt følelsesmæssigt udtryk fremsatte den amerikanske neuroanatom James Wenceslas Papez sit koncept om dannelse og kortikal kontrol af følelser og hukommelse i 1930'erne. Ud over hippocampus inkluderede denne cirkel mastoidlegemerne i hypothalamusbasen, thalamusens forreste kerne, den cingulære gyrus, den temporale lobe cortex omkring hippocampus og nogle andre strukturer. [12]

Yderligere undersøgelser tydeliggjorde hippocampus funktionelle forbindelser. Især amygdala (Corpus amygdaloideum), der er placeret i tindingelappen (foran hippocampus), blev anerkendt som det følelsesmæssige centrum i hjernen, der er ansvarlig for den følelsesmæssige vurdering af begivenheder, dannelsen af følelser og træffe følelsesmæssige beslutninger. Som en del af det limbiske system arbejder hippocampus og amygdala / amygdala / amygdala sammen i stressende situationer, og når følelser af frygt opstår. Den parahippocampale gyrus er også involveret i den negative følelsesmæssige reaktion, og konsolideringen af følelsesmæssigt udtrykte (frygtelige) minder opstår i amygdalaens laterale kerner. [13]

Talrige synaptiske forbindelser er placeret i midthjernen af  hypothalamus  og hippocampus, som bestemmer deres deltagelse i  stressresponsen . Således styrer den forreste del af hippocampus, der giver negativ feedback, stressreaktionerne for den funktionelle neuroendokrine akse i hypothalamus-hypofyse-binyrebarken. [14]

På jagt efter et svar på spørgsmålet om, hvordan hippocampus og vision hænger sammen, har neuropsykologiske undersøgelser etableret deltagelse i visuel genkendelse af komplekse objekter og memorisering af objekter i parahippocampal gyrus og peririnal cortex (del af cortex i medialet tindingelappen).

Og hvilke forbindelser hippocampus og olfaktorisk hjerne (Rhinencephalon) har, er med sikkerhed kendt. For det første modtager hippocampus information fra olfaktorisk pære (Bulbus olfactorius) gennem amygdala. For det andet er hippocampus -krogen (uncus) det cerebrale cortex olfaktoriske centrum og kan tilskrives rhinencephalon. For det tredje er parahippocampus gyrus, der gemmer oplysninger om lugt, også inkluderet i den kortikale region, som er ansvarlig for lugt. [15]Læs mere -  Lugt

Sygdomme i hippocampus og deres symptomer

Eksperter tilskriver hippocampus en temmelig sårbar struktur i hjernen, dens skade (herunder traumatisk hjerneskade) og relaterede sygdomme kan forårsage forskellige symptomer - neurologisk og psykisk.

Moderne metoder til neuroimaging hjælper med at identificere morfometriske ændringer i hippocampus (dens volumen), som er til stede i hypoksisk skade og visse sygdomme i hjernen, såvel som i dens reduktion deformiteter.

Asymmetri af hippocampus betragtes som et vigtigt klinisk tegn, da formodentlig venstre og højre hippocampus påvirkes forskelligt under aldring. Ifølge nogle undersøgelser spiller venstre hippocampus hovedrollen i episodisk verbal hukommelse (verbal erindring af minder), og højre hippocampus spiller en stor rolle i konsolideringen af rumlig hukommelse. Ifølge målingen er forskellen i deres mængder hos mennesker over 60 år 16-18%; det stiger med alderen, og i sammenligning med kvinder har mænd mere asymmetri. [16]

Et lille fald i hippocampus, der opstår med alderen, betragtes som normalt: atrofiske processer i medial temporal lobe og entorhinal cortex begynder at forekomme tættere på det syvende årti. Men dramatisk krympning af søhestens hjerne øger risikoen for demens, hvis tidlige symptomer er korte episoder med hukommelsestab og desorientering. Læs mere i artiklen -  Symptomer på demens

Reduktionen af hippocampus er meget mere udtalt ved  Alzheimers sygdom . Det er imidlertid endnu ikke klart, om dette er resultatet af denne neurodegenerative sygdom eller er en forudsætning for dens udvikling. [17]

Ifølge undersøgelser er der hos patienter med generaliseret  depressiv lidelse  og stressforstyrrelser i posttraumatisk ætiologi et bilateralt og ensidigt fald i mængden af hippocampus-med 10-20%. Langsigtet depression ledsages også af et fald eller svækkelse af neurogenese i hippocampus. [18]Ifølge neurofysiologer skyldes dette øgede niveauer af cortisol. Dette hormon produceres og frigives af binyrebarken som reaktion på fysisk eller følelsesmæssig stress, og dets overskud påvirker hippocampus pyramidale neuroner negativt, hvilket forringer langtidshukommelsen. Det er på grund af det høje cortisolniveau, at hippocampus krymper hos patienter med  Itsenko-Cushings sygdom . [19], [20]

• Læs også -  Symptomer på stress

Et fald i antallet eller ændringen af nerveceller i hippocampus kan også være forbundet med inflammatoriske processer (neuroinflammation) i tindingelappen i hjernen (for eksempel med bakteriel meningitis, med herpes simplex virus type I eller II encephalitis) og langvarig aktivering af mikroglia, hvis immunceller (makrofager) frigiver proinflammatoriske cytokiner, proteinaser og andre potentielt cytotoksiske molekyler.

Mængden af denne cerebrale struktur kan reduceres hos patienter med  hjernegliomer  , da tumorceller producerer neurotransmitteren glutamat ind i det ekstracellulære rum, hvis overskud fører til døden af hippocampusneuroner.

Derudover har en række undersøgelser med MRI volumetrisk analyse af hippocampus registreret dets fald i traumatisk hjerneskade, epilepsi, moderat kognitiv svækkelse, Parkinsons og Huntingtons sygdomme,  skizofreni , Down og Turners syndromer. [21]

Fejlernæring af nervevævet - hypotrofi af hippocampus - kan have en iskæmisk ætiologi efter at have haft slagtilfælde; i stofmisbrug, især opioid, observeres hypotrofi på grund af nedsat dopaminmetabolisme af psykoaktive stoffer.

Forstyrrelser forårsaget af mangel på visse elementer påvirker trofismen i nervevævet i hele hippocampus, hvilket påvirker centralnervesystemets funktion negativt. Så vitamin B1 eller thiamin og hippocampus er forbundet med det faktum, at i tilfælde af kronisk mangel på dette vitamin forstyrres processerne for dannelse af korttidshukommelse. Det viste sig, at med mangel på thiamin (hvis risiko er øget hos alkoholikere) i tandgyrus og hippocampusfelterne CA1 og CA3, kan antallet af pyramidale neuroner og densiteten af deres afferente processer falde, hvorfor der er forstyrrelser i transmissionen af nerveimpulser. [22],  [23]Lang tiaminovaya svigt kan forårsage  Korsakoff syndrom .

Et progressivt fald i mængden af nervevæv med tab af neuroner - atrofi af hippocampus - forekommer i næsten de samme sygdomme, herunder Alzheimers og Itsenko -Cushings sygdomme. Risikofaktorer for dets udvikling betragtes som kardiovaskulære sygdomme, depression og stressforhold, status epilepticus, diabetes mellitus, arteriel hypertension,  [24]fedme. Symptomer omfatter hukommelsestab (ved Alzheimers, før anterograd  amnesi )  [25],  [26]vanskeligheder med velkendte processer, rumlig definition og verbalt udtryk. [27]

Hvis den strukturelle organisation af cellerne i markerne i Ammonhorns horn og subiculum -regionen forstyrres, og en del af de pyramidale neuroner (atrofi) går tabt - med ekspansion af interstitiet og spredning af glialceller (gliose) - sclerose af hippocampus bestemmes - mesial sclerose i hippocampus, mesial temporal eller mesial temporal lobe sclerosis. Sklerose forekommer hos patienter med demens (forårsager tab af episodisk og langtidshukommelse) og fører også til  tindingelappepilepsi . [28]Nogle gange er det defineret som limbisk temporal eller hippocampal, det vil sige hippocampus epilepsi. Dens udvikling er forbundet med tabet af hæmmende (GABAergic) interneuroner (hvilket reducerer evnen til at filtrere afferente signaler fra entorhinal cortex og fører til hyperexcitabilitet), nedsat neurogenese og spredning af axoner af granulære celler i dentat zilin. Flere oplysninger i artiklen -  Epilepsi og epileptiske anfald - Symptomer

Som det fremgår af klinisk praksis, findes hippocampus tumorer sjældent i denne cerebrale struktur, og i de fleste tilfælde er det et gangliogliom eller dysembryoplastisk neuroepithelial tumor - en langsomt voksende godartet glioneuronal neoplasma, der hovedsageligt består af glialceller. Forekommer oftest i barndommen og ung alder; hovedsymptomerne er hovedpine og kroniske kramper.

Medfødte anomalier i hippocampus

Med sådanne misdannelser i hjernebarken, såsom fokal kortikal dysplasi, hæmimegalencephali (ensidig forstørrelse af hjernebarken), schizencephaly (tilstedeværelsen af unormale kortikale spalter), polymicrogyria (fald i konvolutions), samt ledsaget af kramper og visuel- rumlige forstyrrelser i den periventrikulære knudehippocampus.

Unormal udvidelse af amygdala og hippocampus blev identificeret af forskere i nærvær  af tidlig barndoms autismesyndrom . Bilateral forstørrelse af hippocampus observeres hos børn med  cerebral lissencephaly , unormal fortykkelse af gyri (pachygiria) eller med subkortikal laminær heterotopi - en fordobling af hjernebarken, hvis manifestation er epileptiske anfald. Flere oplysninger i materialerne:

• Hjernemisdannelser
• Dysgenese af hjernen

Hypoplasie i hippocampus og ofte i corpus callosum, der er forbundet med underudvikling af hjernen, opdages hos nyfødte med alvorlig encefalopati med en mutation af WWOX -genet, der koder for oxidoreduktaseenzymet. Denne medfødte anomali, der fører til tidlig død, manifesteres af spædbarnets mangel på spontan bevægelse og reaktion på visuelle stimuli samt anfald (som vises flere uger efter fødslen).

Inversion af hippocampus - en ændring i dens anatomiske position og form - repræsenterer også en intrauterin misdannelse af selve hippocampus (Cornu Ammonis), hvis dannelse fra folderne af det grå stof i archicortex er afsluttet ved den 25. Graviditetsuge.

Ufuldstændig inversion af hippocampus samt malrotation af hippocampus eller inversion af hippocampus med malrotation er dannelsen af en sfærisk eller pyramidal hippocampus, som oftere observeres i den venstre tindingelapp - med et fald i størrelse. Morfologiske ændringer i nærliggende furer kan observeres. Anomalien påvises hos patienter med og uden anfald, i nærvær af andre intrakranielle defekter og i tilfælde af deres fravær.

En medfødt anomali er også en hippocampus cyste - et lille hulrum fyldt med cerebrospinalvæske (et udvidet perivaskulært rum afgrænset af en tynd væg) af en afrundet form. Resterende cyster i hippocampus, synonymt med resterende sulcuscyster (Sulcus hippocampalis), dannes med ufuldstændig involvering af den embryonale hippocampusfissur under intrauterin udvikling. Den karakteristiske lokalisering af cyster er sideværts på toppen af hippocampusfuren, mellem Cornu Ammonis og Gyrus dentatus. De manifesterer sig ikke på nogen måde og opdages oftest tilfældigt under rutinemæssige MR -undersøgelser af hjernen. Ifølge nogle rapporter opdages de hos næsten 25% af voksne.

Hippocampus og coronavirus

Siden begyndelsen af spredningen af covid-19 har læger noteret hos mange genoprettede patienter glemsomhed, angst, depressivt humør, de hører ofte klager over "tåge i hovedet" og øget irritabilitet.

Det er kendt, at coronavirus, der forårsager covid-19, kommer ind i celler gennem receptorer i olfaktorisk pære (Bulbus olfactorius), hvilket resulterer i symptomer som anosmi eller tab af lugt.

Olfaktorisk pære er forbundet med hippocampus, og ifølge neurodegenerative sygdomsforskere ved Alzheimerforeningen skyldes dens skade den kognitive svækkelse, der ses hos patienter med covid-19, især problemer med korttidshukommelse.

For nylig blev det meddelt, at de agter at starte en storstilet undersøgelse af virkningerne af coronavirus på hjernen og årsagerne til kognitiv tilbagegang i den nærmeste fremtid, hvor forskere fra næsten fire dusin lande vil deltage - under teknisk vejledning og koordinering af WHO.

Læs også -  Coronavirus hænger i hjernen, selv efter genopretning

Diagnostik af sygdomme i hippocampus

Hovedmetoderne til diagnosticering af sygdomme forbundet med visse skader på hippocampus strukturer omfatter  undersøgelse af den neuropsykiske sfære , magnetisk resonansbilleddannelse og  computertomografi af hjernen .

Læger foretrækker at visualisere hippocampus på MR: med standard T1-vægtede sagittale, koronale, diffusionsvægtede aksiale billeder, T2-vægtede aksiale billeder af hele hjernen og T2-vægtede koronale billeder af tindingelapperne. For at identificere patologiske ændringer i felterne i selve hippocampus, dentat eller parahippocampal gyri, bruges 3T MRI; en MR -scanning med et højere felt kan være påkrævet. [29]

Også udført:  Doppler -ultralyd af hjernens kar , EEG -  hjernens encykalografi  .

Detaljer i publikationer:

• Epilepsi - Diagnose
• Depressiv lidelse - diagnose

Behandling af sygdomme i hippocampus

Medfødte anomalier i hippocampus forbundet med underudvikling og reduktion af deformiteter i hjernen kan ikke helbredes: børn er dømt til handicap på grund af  kognitive svækkelser af  varierende sværhedsgrad og tilhørende adfærdsforstyrrelser.

Hvordan behandles nogle af de ovennævnte sygdomme? Læs i publikationer:

• Epilepsi - behandling
• Demens ved Alzheimers sygdom - Behandling
• Nye behandlinger mod Alzheimers sygdom
• Depressionsbehandling
• Vitaminer til hjernen

I tilfælde, hvor antikonvulsiva, det vil sige  antiepileptika,  ikke kan klare anfald i mesial temporal lobe epilepsi, tyer de  [30]til i det mindste kirurgisk behandling.

Operationer omfatter: hippocampectomy - fjernelse af hippocampus; begrænset eller forlænget ektomi af epileptogene zoner (resektion eller udskæring af de berørte strukturer); temporal lobektomi med bevarelse af hippocampus; selektiv resektion af hippocampus og tonsil (amygdala-hippocampectomy). [31]

Ifølge udenlandsk klinisk statistik stopper epileptiske anfald hos patienter i 50-53% af tilfældene efter operationen, 25-30% af de opererede patienter får anfald 3-4 gange om året.

Hvordan træner man hippocampus?

Da hippocampus (dens dentate gyrus) er en af de få cerebrale strukturer, hvor neurogenese eller nervegenerering - dannelsen af nye neuroner - opstår, kan træning påvirke processen med hukommelsesforringelse positivt (hvis den underliggende sygdom behandles).

Det er bevist, at  aerob sportstræning  og enhver fysisk aktivitet, der er mulig (og især i alderdommen) bidrager til neurons overlevelse og stimulerer dannelsen af nye nerveceller i hippocampus. I øvrigt reducerer træning stress og forbedrer depression. [32],  [33], 

Derudover hjælper kognitiv stimulation med at træne hippocampus, det vil sige mentale øvelser: huske poesi, læse, lave krydsord, spille skak osv.

Hvordan forstørres hippocampus, fordi den i alderdommen bliver mindre? Et gennemprøvet middel af forskere er motion, hvilket øger perfusionen af hippocampus, og dannelsen af nye celler i nervevævet er mere aktiv.

Hvordan gendannes hippocampus efter stress? Deltag i mindfulness-meditation, som er en sindstræningspraksis, der sigter mod at bremse løbende tanker, frigive negativitet og opnå ro i sind og krop. En undersøgelse fra et østasiatisk universitet har vist, at meditation kan hjælpe med at sænke cortisolniveauer i blodet.