Hipokamp
Dla małych rybek, przejdź do konika morskiego
Hipokamp jest częścią mózgu ssaków i należy do układu limbicznego. Ludzie i inne ssaki mają dwa hipokampy, po jednym z każdej strony mózgu. Hipokamp znajduje się pod korą mózgową. Jest ważny w pamięci przestrzennej i nawigacji oraz pomaga przekształcić pamięć krótkotrwałą w pamięć długotrwałą. Nazwa hipokampa pochodzi od konika morskiego, ponieważ jego kształt jest podobny.
W chorobie Alzheimera hipokamp jest jednym z pierwszych regionów mózgu, które ulegają uszkodzeniu; utrata pamięci i dezorientacja należą do wczesnych objawów. U osób z rozległym, obustronnym uszkodzeniem hipokampa może wystąpić amnezja wsteczna - niezdolność do tworzenia lub zachowywania nowych wspomnień.
Różne typy komórek neuronalnych są starannie zorganizowane w warstwy w hipokampie. Jest on często używany jako modelowy system do badania neurofizjologii. Po raz pierwszy odkryto, że w hipokampie zachodzi zjawisko długotrwałego potencjowania (LTP), neuronalny mechanizm przechowywania pamięci.
Koronalny widok MRI hipokampa pokazany na czerwono
Hipokamp i pamięć
Związek hipokampa z pamięcią został potwierdzony słynnym doniesieniem. Podano w nim wyniki chirurgicznego zniszczenia hipokampów (próba złagodzenia napadów padaczkowych). Nieoczekiwanym skutkiem operacji była ciężka amnezja anterogradalna i częściowa retrogradalna. Pacjent nie mógł tworzyć nowych wspomnień dotyczących wydarzeń po operacji i nie mógł sobie przypomnieć żadnych wydarzeń, które miały miejsce tuż przed operacją. Pamiętał jednak wydarzenia sprzed wielu lat, aż do czasów dzieciństwa.
Przypadek ten wzbudził szerokie zainteresowanie specjalistów. Później badano również innych pacjentów z podobnymi uszkodzeniami i amnezją (spowodowaną wypadkiem lub chorobą). Tysiące eksperymentów badało fizjologię zmian w połączeniach synaptycznych w hipokampie po aktywności. Hipokampy rzeczywiście odgrywają ważną rolę w pamięci. Jednak dokładna natura tej roli pozostaje niejasna.
Ostatnie przeglądy mówią o tym, jak hipokamp składa nasze wspomnienia o przeszłych wydarzeniach i pomaga nam zapamiętać aspekty złożonych wydarzeń.
Hipokamp i orientacja
Neurony w hipokampie szczura wykazują aktywność związaną z jego położeniem w środowisku. Podobnie jak w przypadku teorii pamięci, istnieje obecnie niemal powszechna zgoda co do tego, że kodowanie przestrzenne odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu hipokampa, ale szczegóły są szeroko dyskutowane.
Badania przeprowadzone na swobodnie poruszających się szczurach i myszach wykazały, że wiele neuronów hipokampa ma "pola miejsca", to znaczy, że odpalają one wybuchy potencjałów czynnościowych, gdy szczur przechodzi przez określoną część środowiska. U ludzi, w jednym z badań odnotowano komórki o specyficznych dla danego miejsca wzorcach odpalania. Pacjentom z lekooporną padaczką umieszczono w hipokampie elektrody diagnostyczne. Następnie za pomocą komputera poruszali się po mieście w wirtualnej rzeczywistości.
Odkrycie komórek miejsca w latach 70. doprowadziło do powstania teorii, że hipokamp może działać jako mapa poznawcza - neuronalna reprezentacja układu otoczenia. Hipoteza "mapy poznawczej" została rozwinięta dzięki niedawnym odkryciom komórek kierunkowych w kilku częściach mózgu gryzoni, które są silnie połączone z hipokampem.
Ewolucja
Hipokamp ma ogólnie podobny wygląd u wszystkich ssaków, od monotremów, takich jak echidna, do naczelnych, takich jak człowiek. Stosunek wielkości hipokampa do wielkości ciała wzrasta: jest on około dwa razy większy u naczelnych niż u echidny. Nie wzrasta on jednak w tempie zbliżonym do tempa, w jakim wzrasta stosunek wielkości neokory do wielkości ciała. Dlatego hipokamp zajmuje większą część kory mózgowej u gryzoni niż u naczelnych.
Inne kręgowce mają obszary, które mogą być homologiczne do hipokampa ssaków. Niektóre owady i głowonogi, takie jak ośmiornica, mają silne zdolności uczenia się przestrzennego i nawigacji. Wydaje się, że działają one w inny sposób niż system przestrzenny ssaków i że rozwinęły się niezależnie od systemu ssaków.
Rysunek Camillo Golgiego przedstawiający hipokamp wybarwiony metodą azotanu srebra
Pytania i odpowiedzi
P: Czym jest hipokamp?
O: Hipokamp jest częścią mózgu ssaków, która należy do układu limbicznego i znajduje się pod korą mózgową.
P: Jaką funkcję pełni hipokamp?
O: Hipokamp jest ważny dla pamięci przestrzennej i nawigacji oraz pomaga przekształcić pamięć krótkotrwałą w pamięć długotrwałą.
P: Dlaczego hipokamp nosi nazwę konika morskiego?
O: Hipokamp został nazwany na cześć konika morskiego, ponieważ ma podobny kształt.
P: Co dzieje się z hipokampem w chorobie Alzheimera?
O: W chorobie Alzheimera hipokamp jest jednym z pierwszych obszarów mózgu, który ulega uszkodzeniu, a utrata pamięci i dezorientacja należą do wczesnych objawów.
P: Czym jest amnezja następcza?
O: Amnezja następcza to niezdolność do tworzenia lub zachowywania nowych wspomnień.
P: Jaka jest organizacja różnych typów komórek neuronalnych w hipokampie?
O: Różne typy komórek neuronalnych są starannie zorganizowane w warstwy w hipokampie.
P: Co po raz pierwszy odkryto w hipokampie?
O: Długotrwałe wzmocnienie (LTP), neuronowy mechanizm przechowywania pamięci, został po raz pierwszy odkryty w hipokampie.
