Hippocampus

Pokud starověká řecká mytologie nazvala Hippocampa pánem ryb, který ho představoval ve formě mořské příšery - koně s rybím ocasem, pak hippocampus mozku, což je jeho důležitá struktura, dostal toto jméno kvůli podobnosti jeho tvar v osové rovině s neobvyklou jehličkovitou rybou rodu Hippocampus - mořská brusle.

Mimochodem, druhé jméno zakřivené vnitřní struktury spánkového laloku, které mu dali anatomové v polovině 18. Století - Ammonův roh (Cornu Ammonis), je spojeno s egyptským bohem Amunem (v r. Řecká forma - Ammon), který byl zobrazen s beraními rohy.

Struktura hippocampu a jeho struktura

Hippocampus je složitá struktura hluboko v  spánkovém laloku mozku : mezi jeho mediální stranou a dolním rohem  laterální komory , tvořící jednu z jejích stěn.

Podlouhlé propojené struktury hippocampu (záhyby šedé hmoty archikortexu složené do sebe) jsou umístěny podél podélné osy mozku, v každém z časových laloků: pravém hippocampu a levém hippocampu, který je proti němu kontralaterální. [1]

U dospělých se velikost hippocampu - délka odepředu dozadu - pohybuje od 40 do 52 mm.

Hlavními strukturami jsou vlastní hippocampus (Cornu Ammonis) a gyrus dentate (Gyrus dentatus); zvýrazňují také subikulární kůru, což je oblast šedé hmoty mozkové kůry obklopující hippocampus.[2]

Ammonův roh tvoří oblouk, jehož rostrální (přední) část je zvětšená a je definována jako hlava hippocampu, která se ohýbá dozadu a dolů a tvoří na střední straně spánkového laloku hippocampální hák nebo uncus (z latiny uncus - hák) - (Uncus hippocampi). Anatomicky se jedná o přední konec parahippocampálního gyru (Gyrus parahippocampi), který je zakřivený kolem samotného hippocampu a vyčnívá do spodní části spánkového (dolního) rohu postranní komory.

Také v rostrální části jsou zesílení v podobě tří až čtyř samostatných výčnělků kortikálního gyri, kterým se říká prsty hippocampu (Digitationes hippocampi).

Střední část struktury je definována jako tělo a její část, nazývaná alveus, je spodní částí laterální komory (temporálního rohu) mozku a je téměř zcela pokryta choroidním plexem, což je kombinace pia mater a ependyma (tkáň lemující komorovou dutinu). Vlákna bílé hmoty alveu se shromažďují v zahuštěných svazcích ve formě třásně nebo fimbrie (Fimbria hippocampi), poté tato vlákna přecházejí do fornixu mozku.

Pod hippocampem je jeho hlavní vývod - horní plochá část parahippocampálního gyru, nazývaná Subiculum. Tato struktura je oddělena mělkou rudimentární rozsedlinou nebo sulcusem hippocampu (Sulcus hippocampalis), který je pokračováním sulku corpus callosum (Sulcus corporis callosi) a probíhá mezi parahippocampalem a dentate gyri. [3]

A dentate gyrus hippocampus, také nazývaný parahippocampus, je třívrstvá konkávní drážka oddělená od fibria a subiculum jinými drážkami.

Je také třeba mít na paměti, že hippocampus a přilehlé zubaté a parahippocampální gyrus, subiculum a entorhinální kůra (část kůry spánkového laloku) tvoří hippocampusovou formaci - ve formě vyboulení ve spodní části spánkového rohu laterálního komora.

V této zóně - na mediálních plochách obou hemisfér mozku (Hemispherium cerebralis) - je lokalizován soubor mozkových struktur zahrnutých v  limbickém systému mozku . Limbický systém a hippocampus, jako jedna z jeho struktur (spolu s amygdálou, hypotalamem, bazálními gangliemi, cingulárním gyrem atd.), Jsou propojeny nejen anatomicky, ale i funkčně. [4]

Krevní zásobení hippocampu se provádí cévami, které dodávají krev do spánkových laloků mozku, to znamená do větví střední mozkové tepny. Krev navíc vstupuje do hippocampu přes větve zadní mozkové tepny a přední choroidální tepny. A odtok krve prochází spánkovými žilami - předními a zadními.

Hippocampální neurony a neurotransmitery

Heterogenní hippocampální kůra - alokortex - je tenčí než mozková kůra a skládá se z povrchové molekulární vrstvy (Stratum molekulární), střední vrstvy Stratum pyralidae (skládající se z pyramidových buněk) a hluboké vrstvy polymorfních buněk.

V závislosti na charakteristikách buněčné struktury Ammonu je roh rozdělen na čtyři různé oblasti nebo pole (takzvané sommerské sektory): CA1, CA2, CA3 (oblast samotného hippocampu, pokrytá zubatinou gyrus) a CA4 (v samotném zubatém gyru).

Dohromady tvoří neurální trisynaptický obvod (nebo obvod), ve kterém funkce přenosu nervových vzruchů provádějí hippocampální neurony, zejména: excitační pyramidové neurony CA1, CA3 a subikulární pole charakteristická pro struktury předních oblastí mozek. Glutamatergické pyramidové neurony s dendrity (aferentní procesy) a axony (eferentní procesy) jsou hlavním typem buněk v  nervové tkáni  hippocampu.

Kromě toho existují hvězdicovité neurony a zrnité buňky, koncentrované ve vrstvě zrnitých buněk zubatého gyru; GABAergní interneurony - multipolární interkalární (asociativní) neurony pole CA2 a parahippocampus; košíkové (inhibiční) neurony pole CA3, jakož i intermediální OLM interneurony nedávno identifikované v oblasti CA1. [5]

Chemické posly, které se uvolňují ze sekrečních váčků hlavních buněk hippocampu do synaptické štěrbiny k přenosu nervových impulzů do cílových buněk - neurotransmiterů nebo neurotransmiterů hippocampu (a celého limbického systému) - se dělí na excitační a inhibiční (inhibiční) ). Mezi první patří glutamát (kyselina glutamová), norepinefrin (norepinefrin), acetylcholin a dopamin, zatímco ty druhé zahrnují GABA (kyselina gama-aminomáselná) a serotonin. Podle toho, které neurotransmitery působí na transmembránové nikotinové (ionotropní) a muskarinové (metabotropní) receptory hippocampálních neuronálních obvodů, dochází k excitaci nebo potlačení aktivity jejích neuronů. [6]

Funkce

Za co je mozkový hippocampus zodpovědný, jaké funkce plní v centrálním nervovém systému? Tato struktura je spojena s celou mozkovou kůrou nepřímými aferentními cestami procházejícími entorhinální kůrou a subikulem a podílí se na zpracování kognitivních a emočních informací. Spojení mezi hippocampem a pamětí je zdaleka nejznámější a vědci také zkoumají, jak jsou hippocampus a emoce propojeny.

Neurologové studující funkci hippocampu ji topograficky rozdělili na zadní část nebo hřbetní a přední nebo ventrální část. Zadní část hippocampu je zodpovědná za paměť a kognitivní funkce a přední část je zodpovědná za vyjádření emocí. [7]

Věří se, že z různých zdrojů podél adherentních nervových vláken (komisur) kůry spánkového laloku přichází informace do hippocampu, který kóduje a kombinuje. Z krátkodobé paměti  [8]si díky dlouhodobé potenciaci vytváří dlouhodobou deklarativní paměť (o událostech a skutečnostech), tedy speciální formu nervové plasticity-zvýšení aktivity neuronů a synaptické síly. Získávání informací o minulosti (vzpomínky) je také regulováno hippocampem. [9]

Struktury hippocampu se navíc podílejí na konsolidaci prostorové paměti a zprostředkovávají orientaci v prostoru. Tento proces spočívá v kognitivním mapování prostorových informací a v důsledku jeho integrace v hippocampu se tvoří mentální reprezentace umístění objektů. A k tomu existuje dokonce speciální typ pyramidových neuronů - umísťovací buňky. Pravděpodobně také hrají důležitou roli v epizodické paměti - fixují informace o prostředí, ve kterém se určité události odehrály. [10]

Pokud jde o emoce, nejdůležitější z mozkových struktur, které s nimi přímo souvisejí, je limbický systém a jeho nedílná součást - hippocampus. [11]

A v tomto ohledu by mělo být objasněno, co je kruh hippocampu. Nejde o anatomickou strukturu mozku, ale o takzvaný mediální limbický řetězec nebo papesovský emocionální kruh. Vzhledem k tomu, že hypotalamus je zdrojem emočního projevu člověka, americký neuroanatomista James Wenceslas Papez předložil svůj koncept formování a kortikální kontroly emocí a paměti ve 30. Letech minulého století. Kromě hippocampu tento kruh zahrnoval mastoidní těla základny hypotalamu, přední jádro thalamu, cingulární gyrus, kůru spánkového laloku obklopující hippocampus a některé další struktury. [12]

Další studie objasnily funkční spojení hippocampu. Zejména amygdala (Corpus amygdaloideum), která se nachází v temporálním laloku (před hippocampem), byla uznána jako emocionální centrum mozku zodpovědné za emocionální hodnocení událostí, tvorbu emocí a emoční rozhodování. Jako součást limbického systému hippocampus a amygdala / amygdala / amygdala spolupracují ve stresových situacích a při vzniku pocitů strachu. Parahippocampal gyrus je také zapojen do negativní emocionální reakce a konsolidace emočně vyjádřených (strašných) vzpomínek nastává v postranních jádrech amygdaly. [13]

Ve středním mozku hypotalamu  a hippocampu je umístěno mnoho synaptických spojení , což určuje jejich účast  na stresové reakci . Přední část hippocampu, poskytující negativní zpětnou vazbu, tedy řídí stresové reakce funkční neuroendokrinní osy kůry hypotalamus-hypofýza-nadledviny. [14]

Při hledání odpovědi na otázku, jak souvisí hippocampus a zrak, neuropsychologické studie zavedly účast na vizuálním rozpoznávání složitých předmětů a zapamatování předmětů parahippocampálního gyru a peririnální kůry (část kůry mediálu) temporální lalok).

A jaká spojení mají hippocampus a čichový mozek (Rhinencephalon), je jisté. Nejprve hippocampus dostává informace z čichové bulby (Bulbus olfactorius) prostřednictvím amygdaly. Za druhé, hippocampální hák (uncus) je čichové centrum mozkové kůry a lze jej přičíst rhinencephalonu. Za třetí, parahippocampal gyrus, který uchovává informace o pachech, je také zahrnut v kortikální oblasti, která je zodpovědná za zápach. [15]Číst dále -  Vůně

Nemoci hippocampu a jejich příznaky

Odborníci hippocampus připisují dosti zranitelné struktuře mozku, jeho poškození (včetně traumatického poranění mozku) a související choroby mohou způsobovat různé příznaky - neurologické a mentální.

Moderní metody neuroimagingu pomáhají identifikovat morfometrické změny v hippocampu (jeho objemu), které jsou přítomny při hypoxickém poškození a některých chorobách mozku, stejně jako při jeho redukčních deformitách.

Asymetrie hippocampu je považována za důležitý klinický znak, protože podle všeho je levý a pravý hippocampus během stárnutí ovlivněn odlišně. Podle některých studií hraje levý hippocampus hlavní roli v epizodické verbální paměti (verbální vzpomínání vzpomínek) a pravý hippocampus hraje hlavní roli při konsolidaci prostorové paměti. Podle měření je u osob starších 60 let rozdíl v jejich objemech 16-18%; s věkem se zvyšuje a ve srovnání se ženami mají muži větší asymetrii. [16]

Mírný pokles hippocampu, ke kterému dochází s věkem, je považován za normální: atrofické procesy v mediálním temporálním laloku a entorhinální kůře se začínají objevovat blíže k sedmé dekádě. Ale dramatické zmenšení mořského koníka v mozku zvyšuje riziko demence, jejímiž časnými příznaky jsou krátké epizody ztráty paměti a dezorientace. Přečtěte si více v článku -  Příznaky demence

Redukce hippocampu je u Alzheimerovy choroby mnohem výraznější  . Zatím však není jasné, zda je to důsledek tohoto neurodegenerativního onemocnění, nebo je předpokladem jeho vývoje. [17]

Podle studií dochází u pacientů s generalizovanou  depresivní poruchou  a stresovými poruchami posttraumatické etiologie k oboustrannému a jednostrannému poklesu objemu hippocampu-o 10–20%. Dlouhodobá deprese je také doprovázena snížením nebo zhoršením neurogeneze v hippocampu. [18]Podle neurofyziologů za to mohou zvýšené hladiny kortizolu. Tento hormon je produkován a uvolňován kůrou nadledvin v reakci na fyzický nebo emoční stres a jeho nadbytek negativně ovlivňuje pyramidové neurony hippocampu a narušuje dlouhodobou paměť. Je to kvůli vysoké hladině kortizolu, že se hippocampus zmenšuje u pacientů s  Itsenko-Cushingovou chorobou . [19], [20]

• Čtěte také -  Příznaky stresu

Snížení počtu nebo alterace nervových buněk v hippocampu může být také spojeno se zánětlivými procesy (neuroinflamation) v temporálním laloku mozku (například s bakteriální meningitidou, s encefalitidou viru herpes simplex typu I nebo II) aktivace mikroglií, jejichž imunitní buňky (makrofágy) uvolňují prozánětlivé cytokiny, proteinázy a další potenciálně cytotoxické molekuly.

Objem této mozkové struktury lze snížit u pacientů s   mozkovými gliomy , protože nádorové buňky produkují neurotransmiter glutamát do extracelulárního prostoru, jehož nadbytek vede ke smrti hippocampálních neuronů.

Kromě toho řada studií s MRI volumetrickou analýzou hippocampu zaznamenala jeho pokles traumatického poranění mozku, epilepsie, mírného kognitivního poškození, Parkinsonovy a Huntingtonovy choroby,  schizofrenie , Downova a Turnerova syndromu. [21]

Podvýživa nervové tkáně - hypotrofie hippocampu - může mít po mrtvici ischemickou etiologii; u drogové závislosti, zejména opioidů, je pozorována hypotrofie v důsledku poruch metabolismu dopaminu psychoaktivními látkami.

Poruchy způsobené nedostatkem určitých prvků ovlivňují trofismus nervové tkáně celého hippocampu, což negativně ovlivňuje fungování centrálního nervového systému. Vitamín B1 nebo thiamin a hippocampus jsou tedy spojeny skutečností, že v případech chronického nedostatku tohoto vitaminu jsou procesy tvorby krátkodobé paměti narušeny. Ukázalo se, že s nedostatkem thiaminu (jehož riziko je u alkoholiků zvýšené) v zubatých gyrusových a hippocampálních polích CA1 a CA3 se může počet pyramidových neuronů a hustota jejich aferentních procesů snížit, a proto existují narušení přenosu nervových vzruchů. [22],  [23]Dlouhé selhání tiaminovaya může způsobit  Korsakoffův syndrom .

Progresivní pokles objemu nervové tkáně se ztrátou neuronů - atrofie hippocampu - se vyskytuje u téměř stejných onemocnění, včetně Alzheimerovy a Itsenko -Cushingovy choroby. Za rizikové faktory jeho vzniku jsou považována kardiovaskulární onemocnění, deprese a stresové stavy, status epilepticus, diabetes mellitus, arteriální hypertenze,  [24]obezita. Mezi příznaky patří ztráta paměti (u Alzheimerovy choroby, před anterográdní  amnézií )  [25],  [26]potíže se známými procesy, prostorová definice a verbální projev. [27]

Pokud dojde k narušení strukturální organizace buněk polí Ammonova rohu a oblasti subikula a dojde ke ztrátě části pyramidových neuronů (atrofie) - s expanzí intersticia a proliferací gliových buněk (glióza) - je stanovena skleróza hippocampu - mesiální skleróza hippocampu, mesiální temporální nebo mesiální skleróza temporálního laloku. Skleróza se vyskytuje u pacientů s demencí (způsobující ztrátu epizodické a dlouhodobé paměti) a také vede k  epilepsii temporálního laloku . [28]Někdy je definována jako limbická dočasná nebo hippocampální, tj. Hippocampální epilepsie. Jeho vývoj je spojen se ztrátou inhibičních (GABAergních) interneuronů (což snižuje schopnost filtrovat aferentní signály entorhinální kůry a vede k hyperexcitabilitě), zhoršenou neurogenezí a proliferací axonů granulárních buněk zubatého zilinu. Více informací v článku -  Epilepsie a epileptické záchvaty - Příznaky

Jak dokazuje klinická praxe, hippocampální tumory se v této mozkové struktuře nacházejí jen zřídka a ve většině případů se jedná o gangliogliom nebo dysembryoplastický neuroepiteliální nádor - pomalu rostoucí benigní glioneuronální novotvar, skládající se převážně z gliových buněk. Nejčastěji se vyskytuje v dětství a mladém věku; hlavními příznaky jsou bolest hlavy a nezvladatelné chronické křeče.

Vrozené anomálie hippocampu

S takovými malformacemi mozkové kůry, jako je fokální kortikální dysplazie, hemimegalencefalie (jednostranné zvětšení mozkové kůry), schizencefalie (přítomnost abnormálních kortikálních rozštěpů), polymikrogyrie (pokles konvolucí) a také doprovázené křečemi a vizuální prostorové poruchy periventrikulárního uzlu hippocampus.

Abnormální zvětšení amygdaly a hippocampu bylo výzkumníky identifikováno v přítomnosti  autistického syndromu v raném dětství . Oboustranné zvětšení hippocampu je pozorováno u dětí s  lissencefalií mozku , abnormálním zesílením gyri (pachygiria) nebo se subkortikální laminární heterotopií - zdvojnásobením mozkové kůry, jehož projevem jsou epileptické záchvaty. Více informací v materiálech:

• Malformace mozku
• Dysgeneze mozku

Hypoplázie hippocampu a často corpus callosum spojená s nedostatečným rozvojem mozku je detekována u novorozenců s těžkou encefalopatií s mutací genu WWOX kódujícího enzym oxidoreduktázy. Tato vrozená anomálie, vedoucí k předčasné smrti, se projevuje nedostatkem spontánního pohybu a reakce dítěte na vizuální podněty a také záchvaty (které se objevují několik týdnů po narození).

Inverze hippocampu - změna jeho anatomické polohy a tvaru - také představuje nitroděložní malformaci samotného hippocampu (Cornu Ammonis), jehož tvorba ze záhybů šedé hmoty archikortexu je dokončena do 25. Týdne těhotenství.

Neúplná inverze hippocampu, stejně jako malrotace hippocampu nebo inverze hippocampu s malrotací, je tvorba sférického nebo pyramidálního hippocampu, který je častěji pozorován v levém temporálním laloku - s poklesem velikosti. Mohou být pozorovány morfologické změny v blízkých brázdách. Anomálie je detekována u pacientů se záchvaty a bez záchvatů, v přítomnosti jiných intrakraniálních vad a v případech jejich nepřítomnosti.

Vrozenou anomálií je také hippocampální cysta - malá dutina vyplněná mozkomíšním mokem (rozšířený perivaskulární prostor ohraničený tenkou stěnou) zaobleného tvaru. Zbytkové cysty hippocampu, synonymum se zbytkovými cystami sulcus (Sulcus hippocampalis), jsou vytvořeny s neúplnou involucí embryonální hippocampální trhliny během nitroděložního vývoje. Charakteristická lokalizace cyst je laterálně na vrcholu hippocampální rýhy, mezi Cornu Ammonis a Gyrus dentatus. Nijak se neprojevují a jsou nejčastěji objeveny náhodou během rutinních studií MRI mozku. Podle některých zpráv jsou detekovány téměř u 25% dospělých.

Hippocampus a koronavirus

Od začátku šíření covid-19 lékaři u mnoha uzdravených pacientů zaznamenali zapomnětlivost, úzkost, depresivní náladu, často slyšeli stížnosti na „mlhu v hlavě“ a zvýšenou podrážděnost.

Je známo, že koronavirus, který způsobuje covid-19, vstupuje do buněk prostřednictvím receptorů v čichové bulbě (Bulbus olfactorius), což má za následek příznaky jako anosmie nebo ztráta čichu.

Čichová baňka je spojena s hippocampem a výzkumníci neurodegenerativních chorob v Alzheimerově asociaci tvrdí, že je zodpovědná za kognitivní poruchu pozorovanou u pacientů s covid-19, zejména za problémy s krátkodobou pamětí.

Nedávno bylo oznámeno, že mají v úmyslu zahájit v blízké budoucnosti rozsáhlou studii o účincích koronaviru na mozek a příčinách kognitivního úbytku, do které se zapojí vědci z téměř čtyř desítek zemí - pod technickým vedením a koordinace WHO.

Čtěte také -  Koronavirus přetrvává v mozku i po uzdravení

Diagnostika onemocnění hippocampu

Mezi hlavní metody diagnostiky nemocí spojených s určitým poškozením struktur hippocampu patří  studium neuropsychické sféry , zobrazování magnetickou rezonancí a  počítačová tomografie mozku .

Lékaři dávají přednost zobrazení hippocampu na MRI: pomocí standardních T1 vážených sagitálních, koronálních, difúzně vážených axiálních obrazů, T2 vážených axiálních obrazů celého mozku a T2 vážených koronálních obrazů spánkových laloků. K identifikaci patologických změn v polích samotného hippocampu, zubatého nebo parahippocampálního gyri, se používá 3T MRI; může být vyžadováno vyšetření MRI s vyšším polem. [29]

Také provedeno:  Dopplerova ultrasonografie mozkových cév , EEG -  encyfalografie  mozku.

Podrobnosti v publikacích:

• Epilepsie - diagnostika
• Depresivní porucha - diagnostika

Léčba onemocnění hippocampu

Vrozené anomálie hippocampu spojené s nedostatečným rozvojem a redukčními deformitami mozku nelze vyléčit: děti jsou odsouzeny k invaliditě v důsledku  kognitivních poruch  různé závažnosti a souvisejících poruch chování.

Jak se léčí některá z výše uvedených chorob? číst v publikacích:

• Epilepsie - léčba
• Demence u Alzheimerovy choroby - léčba
• Nové způsoby léčby Alzheimerovy choroby
• Léčba deprese
• Vitamíny pro mozek

V případech, kdy antikonvulziva, tj.  Antiepileptika,  nezvládají záchvaty při epilepsii mesiálního temporálního laloku,  [30]uchýlí se alespoň k chirurgické léčbě.

Operace zahrnují: hippocampektomii - odstranění hippocampu; omezená nebo rozšířená ektomie epileptogenních zón (resekce nebo excize postižených struktur); temporální lobektomie se zachováním hippocampu; selektivní resekce hippocampu a mandlí (amygdala-hippocampektomie). [31]

Podle zahraniční klinické statistiky v 50–53% případů po operaci epileptické záchvaty u pacientů ustanou, 25–30% operovaných pacientů má záchvaty 3-4krát ročně.

Jak trénovat hippocampus?

Vzhledem k tomu, že hippocampus (jeho dentate gyrus) je jednou z mála mozkových struktur, kde dochází k neurogenezi nebo regeneraci nervů - tvorbě nových neuronů, lze proces poruchy paměti (za předpokladu léčby základního onemocnění) pozitivně ovlivnit cvičením.

Je prokázáno, že  aerobní sportovní cvičení  a jakákoli fyzická aktivita (a zejména ve stáří) přispívají k přežití neuronů a stimulují tvorbu nových nervových buněk v hippocampu. Mimochodem, cvičení snižuje stres a zlepšuje deprese. [32],  [33], 

Kognitivní stimulace navíc pomáhá trénovat hippocampus, tj. Mentální cvičení: memorování poezie, čtení, křížovky, hraní šachů atd.

Jak zvětšit hippocampus, protože ve stáří se zmenšuje? Vědci prokázali, že je to cvičení, které zvyšuje prokrvení hippocampu a aktivnější je tvorba nových buněk nervové tkáně.

Jak obnovit hippocampus po stresu? Zapojte se do meditace všímavosti, což je trénink mysli zaměřený na zpomalení běžících myšlenek, uvolnění negativity a dosažení klidu mysli a těla. Studie z východoasijské univerzity ukázala, že meditace může pomoci snížit hladinu kortizolu v krvi.