Хипокампус

Ако древногръцката митология нарича Хипокампуса господар на рибата, представяйки го под формата на морско чудовище - кон с рибена опашка, то хипокампусът на мозъка, който е неговата важна структура, е получил това име поради сходството на формата му в аксиалната равнина с необичайна иглена риба от рода Hippocampus - морския кънки.

Между другото, второто име на извитата вътрешна структура на темпоралния дял на мозъка, дадено му от анатоми в средата на 18 век - рогът на Амон (Cornu Ammonis), се свързва с египетския бог Амон (в Гръцка форма - Амон), който е изобразен с овнешки рога.

Структурата на хипокампуса и неговата структура

Хипокампусът е сложна структура дълбоко в  темпоралния лоб на мозъка : между неговата медиална страна и долния рог на  страничната камера , образувайки една от стените му.

Удължените взаимосвързани структури на хипокампуса (гънките на сивото вещество на архикортекса, сгънати една в друга) са разположени по протежение на надлъжната ос на мозъка, по една във всеки от темпоралните дялове: десният хипокампус и левият хипокампус контралатерално към него. [1]

При възрастни размерът на хипокампуса - дължина отпред назад - варира от 40-52 мм.

Основните структури са собственият хипокампус (Cornu Ammonis) и зъбната извивка (Gyrus dentatus); те също подчертават субикуларната кора, която е областта на сивото вещество на мозъчната кора, обграждаща хипокампуса.[2]

Амоновият рог образува дъга, ростралната (предната) част на която е увеличена и се определя като главата на хипокампуса, която се огъва назад и надолу, образувайки от медиалната страна на темпоралния лоб хипокампална кука или uncus (от латински uncus - кука) - (Uncus hippocampi). Анатомично това е предният край на парахипокампалната извивка (Gyrus parahippocampi), която е извита около самия хипокампус и излиза в дъното на темпоралния (долния) рог на страничната камера.

Също така в ростралната част има удебелявания под формата на три до четири отделни издатини на кортикалните извивки, които се наричат пръсти на хипокампуса (Digitationes hippocampi).

Средната част на структурата е определена като тяло, а частта от нея, наречена алвеус, е дъното на страничната камера (темпорален рог) на мозъка и е почти изцяло покрита от хороидния сплит, който представлява комбинация на пиа матер и епендима (тъканта, облицоваща камерната кухина). Влакната на бялото вещество на алвеуса се събират в удебелени снопове под формата на ресни или фимбрия (Fimbria hippocampi), след което тези влакна преминават във форникса на мозъка.

Под хипокампуса е основният му изход - горната плоска част на парахипокампалната извивка, наречена Субикулум. Тази структура е отделена от плитка рудиментарна цепнатина или бразда на хипокампуса (Sulcus hippocampalis), която е продължение на бороздата на корпус мазола (Sulcus corporis callosi) и минава между парахипокампалната и зъбната венеца. [3]

А зъбната извивка на хипокампуса, наричана още парахиппокамп, е трислойна вдлъбната канавка, отделена от фибрията и субцикулума от други жлебове.

Трябва също така да се има предвид, че хипокампусът и прилежащите зъбни и парахипокампални извивки, субдикулум и енториална кора (част от кора на темпоралния лоб) образуват хипокампусовата формация - под формата на издатина в долната част на темпоралния рог на страничния вентрикул.

В тази зона - в медиалните повърхности на двете полукълба на мозъка (Hemispherium cerebralis) - се локализира набор от мозъчни структури, включени в  лимбичната система на мозъка . Лимбичната система и хипокампусът, като една от нейните структури (заедно с амигдалата, хипоталамуса, базалните ганглии, цингуларната извивка и др.), Са свързани не само анатомично, но и функционално. [4]

Кръвоснабдяването на хипокампуса се осъществява от съдовете, които доставят кръв към темпоралните дялове на мозъка, тоест клоните на средната мозъчна артерия. Освен това кръвта навлиза в хипокампуса през клоните на задната мозъчна артерия и предната хороидална артерия. И изтичането на кръв преминава през темпоралните вени - предна и задна.

Хипокампални неврони и невротрансмитери

Хетерогенната хипокампална кора - алокортекс - е по -тънка от мозъчната кора и се състои от повърхностния молекулен слой (Stratum molecular), средния слой на Stratum pyralidae (състоящ се от пирамидални клетки) и дълбок слой от полиморфни клетки.

В зависимост от характеристиките на клетъчната структура на амона, рогът е разделен на четири различни области или полета (така наречените сомерски сектори): CA1, CA2, CA3 (областта на самия хипокампус, покрита с зъбчатата gyrus) и CA4 (в самия зъбен вирус).

Заедно те образуват невронна трисинаптична верига (или верига), в която функциите на предаване на нервни импулси се изпълняват от хипокампални неврони, по -специално: възбуждащи пирамидални неврони на CA1, CA3 и полета на субкулум, характерни за структурите на предните области на мозъка. Глутаматергичните пирамидални неврони с дендрити (аферентни процеси) и аксони (еферентни процеси) са основният тип клетки в  нервната тъкан на  хипокампуса.

Освен това има звездни неврони и гранулирани клетки, концентрирани в слоя гранулирани клетки на зъбната извивка; GABAergic интерневрони - мултиполярни интеркаларни (асоциативни) неврони на полето СА2 и парахипокампус; кошничните (инхибиращи) неврони на полето СА3, както и междинните интерневрони на OLM, наскоро идентифицирани в CA1 региона. [5]

Химическите пратеници, които се освобождават от секреторните везикули на основните клетки на хипокампуса в синаптичната цепнатина за предаване на нервните импулси към клетките -мишени - невротрансмитери или невротрансмитери на хипокампуса (и цялата лимбична система) - се делят на възбуждащи и инхибиторни (инхибиторни ). Първите включват глутамат (глутаминова киселина), норепинефрин (норепинефрин), ацетилхолин и допамин, докато вторите включват GABA (гама-аминомаслена киселина) и серотонин. В зависимост от това кои невротрансмитери действат върху трансмембранните никотинови (йонотропни) и мускаринови (метаботропни) рецептори на хипокампалните невронни вериги, възниква възбуждане или потискане на активността на нейните неврони. [6]

Функции

За какво отговаря мозъчният хипокампус, какви функции изпълнява в централната нервна система? Тази структура е свързана с цялата мозъчна кора чрез индиректни аферентни пътища, преминаващи през енторхиналния кортекс и субдикулума и участва в обработката на когнитивна и емоционална информация. Досега връзката между хипокампуса и паметта е най -известна и изследователите също изследват как са свързани хипокампусът и емоцията.

Невролозите, изучаващи функциите на хипокампуса, трябва да го разделят топографски на задната част или гръбната и предната или вентралната част. Задната част на хипокампуса отговаря за паметта и когнитивните функции, а предната част е отговорна за изразяването на емоции. [7]

Смята се, че от различни източници по слепващите нервни влакна (комисури) на кората на темпоралния лоб, информацията идва до хипокампуса, който той кодира и комбинира. От краткосрочната памет  [8]тя формира дългосрочна декларативна памет (за събития и факти) поради дългосрочно потенциране, тоест специална форма на невронна пластичност-увеличаване на активността на невроните и синаптичната сила. Извличането на информация за миналото (спомени) също се регулира от хипокампуса. [9]

Освен това структурите на хипокампуса участват в консолидирането на пространствената памет и опосредстват ориентацията в пространството. Този процес се състои в когнитивно картографиране на пространствена информация и в резултат на интегрирането й в хипокампуса се формират мисловни представи за местоположението на обектите. И за това има дори специален тип пирамидални неврони - клетки на място. Предполага се, че те също играят важна роля в епизодичната памет - фиксират информация за средата, в която са се случили определени събития. [10]

Що се отнася до емоциите, най -важната от церебралните структури, които са пряко свързани с тях, е лимбичната система и нейната неразделна част - хипокампуса. [11]

И в тази връзка трябва да се изясни какъв е кръгът на хипокампуса. Това не е анатомичната структура на мозъка, а така наречената медиална лимбична верига или папесиански емоционален кръг. Считайки хипоталамуса за източник на човешко емоционално изразяване, американският невроанатом Джеймс Вацлав Папес излага своята концепция за формирането и кортикалния контрол на емоциите и паметта през 30 -те години. В допълнение към хипокампуса, този кръг включваше мастоидните тела на основата на хипоталамуса, предното ядро на таламуса, цингулатната извивка, кората на темпоралния лоб, обграждаща хипокампуса, и някои други структури. [12]

Допълнителни проучвания изясняват функционалните връзки на хипокампуса. По -специално, амигдалата (Corpus amygdaloideum), която се намира във темпоралния лоб (пред хипокампуса), е призната за емоционален център на мозъка, отговорен за емоционалната оценка на събитията, формирането на емоции и вземането на емоционални решения. Като част от лимбичната система, хипокампусът и амигдалата / амигдалата / амигдалата работят заедно в стресови ситуации и когато възникнат чувства на страх. Парахипокампалната извивка също участва в негативната емоционална реакция, а консолидацията на емоционално изразени (ужасни) спомени се случва в страничните ядра на амигдалата. [13]

Многобройни синаптични връзки са разположени в средния мозък на  хипоталамуса  и хипокампуса, което определя тяхното участие в  реакцията на стрес . По този начин предната част на хипокампуса, осигуряваща отрицателна обратна връзка, контролира стресовите реакции на функционалната невроендокринна ос на хипоталамус-хипофиза-надбъбречната кора. [14]

В търсене на отговор на въпроса как са свързани хипокампусът и зрението, невропсихологичните изследвания установяват участие във визуалното разпознаване на сложни обекти и запаметяването на обекти от парахипокампалната извивка и перириналния кортекс (част от кората на медиалната част темпорален лоб).

И какви връзки имат хипокампусът и обонятелният мозък (Rhinencephalon), е известно със сигурност. Първо, хипокампусът получава информация от обонятелната крушка (Bulbus olfactorius) през амигдалата. Второ, хипокампалната кука (uncus) е обонятелният център на мозъчната кора и може да се припише на rinencephalon. Трето, парахипокампалната извивка, която съхранява информация за миризми, също е включена в кортикалната област, която е отговорна за миризмата. [15]Прочетете повече -  Миришете

Болести на хипокампуса и техните симптоми

Експертите приписват хипокампуса на доста уязвима структура на мозъка, увреждането му (включително травматично мозъчно увреждане) и свързаните с него заболявания могат да причинят различни симптоми - неврологични и психични.

Съвременните методи за невроизображение помагат за идентифициране на морфометрични промени в хипокампуса (неговия обем), които присъстват при хипоксични увреждания и някои заболявания на мозъка, както и при неговите редуциращи деформации.

Асиметрията на хипокампуса се счита за важен клиничен признак, тъй като вероятно левият и десният хипокампус са засегнати по различен начин по време на стареенето. Според някои изследвания левият хипокампус играе основната роля в епизодичната вербална памет (вербален спомен на спомени), а десният хипокампус играе важна роля в консолидирането на пространствената памет. Според измерването при хора над 60 години разликата в обемите им е 16-18%; тя се увеличава с възрастта и в сравнение с жените мъжете имат по -голяма асиметрия. [16]

Лекото намаляване на хипокампуса, което се случва с възрастта, се счита за нормално: атрофичните процеси в медиалния темпорален лоб и енторхиналната кора започват да се появяват по -близо до седмото десетилетие. Но драстичното свиване на мозъка на морското конче увеличава риска от деменция, ранните симптоми на която са кратки епизоди на загуба на памет и дезориентация. Прочетете повече в статията -  Симптоми на деменция

Намаляването на хипокампуса е много по -изразено при  болестта на Алцхаймер . Все още обаче не е ясно дали това е резултат от това невродегенеративно заболяване или е предпоставка за неговото развитие. [17]

Според проучвания при пациенти с генерализирано  депресивно разстройство  и стресови разстройства с посттравматична етиология се наблюдава двустранно и едностранно намаляване на обема на хипокампуса-с 10-20%. Дългосрочната депресия също е придружена от намаляване или нарушаване на неврогенезата в хипокампуса. [18]Според неврофизиолозите това се дължи на повишените нива на кортизол. Този хормон се произвежда и освобождава от кората на надбъбречните жлези в отговор на физически или емоционален стрес, а неговият излишък влияе негативно на пирамидалните неврони на хипокампуса, влошавайки дългосрочната памет. Поради високото ниво на кортизол хипокампусът се свива при пациенти с  болестта на Иценко-Кушинг . [19], [20]

• Прочетете също -  Симптоми на стрес

Намаляването на броя или промяната на нервните клетки в хипокампуса също може да бъде свързано с възпалителни процеси (невровъзпаление) във темпоралния лоб на мозъка (например с бактериален менингит, с херпес симплекс вирус тип I или II енцефалит) и продължителен активиране на микроглия, чиито имунни клетки (макрофаги) освобождават провъзпалителни цитокини, протеинази и други потенциално цитотоксични молекули.

Обемът на тази мозъчна структура може да бъде намален при пациенти с   мозъчни глиоми , тъй като туморните клетки произвеждат невротрансмитера глутамат в извънклетъчното пространство, излишъкът от който води до смъртта на хипокампалните неврони.

В допълнение, редица проучвания с обемно -магнитен резонанс на хипокампуса са записали намаляването му при травматично мозъчно увреждане, епилепсия, умерено когнитивно увреждане, болести на Паркинсон и Хънтингтън,  шизофрения , синдроми на Даун и Търнър. [21]

Недохранването на нервната тъкан - хипотрофия на хипокампуса - може да има исхемична етиология след претърпени инсулти; при наркомания, по -специално, се наблюдава опиоидна, хипотрофия, поради нарушен метаболизъм на допамина от психоактивни вещества.

Нарушенията, причинени от липсата на определени елементи, влияят върху трофиката на нервната тъкан на целия хипокампус, като се отразяват негативно върху функционирането на централната нервна система. И така, витамин В1 или тиамин и хипокампусът са свързани с факта, че в случаите на хроничен дефицит на този витамин, процесите на формиране на краткосрочна памет се нарушават. Оказа се, че с недостиг на тиамин (рискът от който се увеличава при алкохолиците) в зъбните извивки и хипокампалните полета CA1 и CA3, броят на пирамидалните неврони и плътността на техните аферентни процеси могат да намалят, поради което има нарушения в предаването на нервните импулси. [22],  [23]Дълъг tiaminovaya неуспех може да причини  синдром на Korsakoff .

Прогресивно намаляване на обема на нервната тъкан със загуба на неврони - атрофия на хипокампуса - се случва при почти същите заболявания, включително болестите на Алцхаймер и Иценко -Кушинг. Рискови фактори за развитието му се считат за сърдечно -съдови заболявания, депресия и стресови състояния, епилептичен статус, захарен диабет, артериална хипертония,  [24]затлъстяване. Симптомите включват загуба на паметта (при болестта на Алцхаймер, преди антероградна  амнезия )  [25],  [26]трудности с познати процеси, пространствена дефиниция и словесна експресия. [27]

Ако структурната организация на клетките на полетата на рога на Амон и областта на субкулума е нарушена и част от пирамидалните неврони (атрофия) - с разширяването на интерстициума и пролиферацията на глиални клетки (глиоза) - се определя склероза на хипокампуса - мезиална склероза на хипокампуса, мезиална темпорална или мезиална темпорална склероза. Склерозата се среща при пациенти с деменция (причиняваща загуба на епизодична и дългосрочна памет) и също води до епилепсия на  темпоралния лоб . [28]Понякога се определя като лимбична темпорална или хипокампална, тоест хипокампална епилепсия. Развитието му е свързано със загубата на инхибиторни (GABAergic) интернейрони (което намалява способността за филтриране на аферентни сигнали на енториалната кора и води до свръхвъзбудимост), нарушена неврогенеза и пролиферация на аксони на гранулирани клетки на зъбния цилин. Повече информация в статията -  Епилепсия и епилептични припадъци - Симптоми

Както е доказано от клиничната практика, хипокампалните тумори рядко се откриват в тази мозъчна структура и в повечето случаи това е ганглиолиом или дисембриопластичен невроепителен тумор - бавно нарастваща доброкачествена глионевронална неоплазма, състояща се предимно от глиални клетки. Най -често се случва в детска и млада възраст; основните симптоми са главоболие и неразрешими хронични гърчове.

Вродени аномалии на хипокампуса

С такива малформации на мозъчната кора, като фокална кортикална дисплазия, хемимегаленцефалия (едностранно разширяване на мозъчната кора), шизенцефалия (наличие на анормални кортикални цепнатини), полимикрогирия (намаляване на извивките), както и придружени от конвулсии и визуално- пространствени нарушения на перивентрикуларния възел хипокампус.

Ненормално увеличение на амигдалата и хипокампуса е установено от изследователите при наличието  на синдром на аутизъм в ранна детска възраст . Двустранно уголемяване на хипокампуса се наблюдава при деца с  церебрална лисенцефалия , анормално удебеляване на венеца (пахигирия) или с субкортикална ламинарна хетеротопия - удвояване на кората на главния мозък, чиято проява са епилептични припадъци. Повече информация в материалите:

• Мозъчни малформации
• Дисгенеза на мозъка

Хипоплазията на хипокампуса и често на corpus callosum, свързана с недоразвитие на мозъка, се открива при новородени с тежка енцефалопатия с мутация на гена WWOX, кодиращ оксидоредуктазния ензим. Тази вродена аномалия, водеща до ранна смърт, се проявява с липсата на спонтанно движение на бебето и реакция на зрителни стимули, както и припадъци (които се появяват няколко седмици след раждането).

Инверсията на хипокампуса - промяна в неговото анатомично положение и форма - също представлява вътрематочна малформация на самия хипокампус (Cornu Ammonis), чието образуване от гънките на сивото вещество на архикортекса завършва до 25 -та седмица от бременността.

Непълната инверсия на хипокампуса, както и малротация на хипокампуса или инверсия на хипокампуса с малротация, е образуването на сферичен или пирамидален хипокампус, който по -често се наблюдава в левия темпорален лоб - с намаляване на размера. Могат да се наблюдават морфологични промени в близките бразди. Аномалията се открива при пациенти със и без гърчове, при наличие на други вътречерепни дефекти и в случаи на тяхното отсъствие.

Вродена аномалия също е хипокампална киста - малка кухина, пълна с цереброспинална течност (разширено периваскуларно пространство, ограничено от тънка стена) със заоблена форма. Остатъчните кисти на хипокампуса, синоним на остатъчни сулкузни кисти (Sulcus hippocampalis), се образуват с непълна инволюция на ембрионалната хипокампална пукнатина по време на вътрематочно развитие. Характерната локализация на кистите е странично на върха на хипокампалния жлеб, между Cornu Ammonis и Gyrus dentatus. Те не се проявяват по никакъв начин и най -често се откриват случайно по време на рутинни изследвания на мозъка с магнитен резонанс. Според някои доклади те се откриват при почти 25% от възрастните.

Хипокампус и коронавирус

От началото на разпространението на Covid-19 лекарите отбелязват при много възстановени пациенти забравяне, тревожност, депресивно настроение, често чуват оплаквания от „мъгла в главата“ и повишена раздразнителност.

Известно е, че коронавирусът, който причинява covid-19, влиза в клетките чрез рецептори в обонятелната крушка (Bulbus olfactorius), което води до симптоми като аносмия или загуба на миризма.

Обонятелната крушка е свързана с хипокампуса и според изследователи на невродегенеративни заболявания от Асоциацията на Алцхаймер, нейното увреждане се дължи на когнитивното увреждане, наблюдавано при пациенти с COVID-19, по-специално на проблеми с краткосрочната памет.

Наскоро беше обявено, че възнамеряват да започнат мащабно проучване на ефектите на коронавируса върху мозъка и причините за когнитивния спад в близко бъдеще, в което ще участват учени от близо четири дузини държави - под техническото ръководство и координация на СЗО.

Прочетете също -  Коронавирусът остава в мозъка дори след възстановяване

Диагностика на болестите на хипокампуса

Основните методи за диагностициране на заболявания, свързани с определени увреждания на структурите на хипокампуса, включват  изследване на невропсихичната сфера , ядрено -магнитен резонанс и  компютърна томография на мозъка .

Лекарите предпочитат да визуализират хипокампуса на ЯМР: със стандартни Т1 претеглени сагитални, коронални, дифузно претеглени аксиални изображения, Т2 претеглени аксиални изображения на целия мозък и Т2 претеглени коронални изображения на темпоралните лобове. За идентифициране на патологични промени в полетата на самия хипокампус, зъбна или парахипокампална извивка се използва 3T ЯМР; може да се наложи ЯМР сканиране с по -високо поле. [29]

Извършва се също:  Доплер ултразвук на съдовете на мозъка , ЕЕГ -  енцифалография  на мозъка.

Подробности в публикациите:

• Епилепсия - Диагноза
• Депресивно разстройство - Диагностика

Лечение на заболявания на хипокампуса

Вродените аномалии на хипокампуса, свързани с недоразвитието и редукционните деформации на мозъка, не могат да бъдат излекувани: децата са обречени на увреждане поради  когнитивни нарушения с  различна тежест и свързани поведенчески разстройства.

Как се лекуват някои от изброените по -горе заболявания? Прочетете в публикации:

• Епилепсия - лечение
• Деменция при болестта на Алцхаймер - лечение
• Нови лечения за болестта на Алцхаймер
• Лечение на депресия
• Витамини за мозъка

В случаите, когато антиконвулсанти, тоест  антиепилептични лекарства,  не се справят с припадъци при епилепсия на мезиален темпорален лоб, те  [30]прибягват поне до хирургично лечение.

Операциите включват: хипокампектомия - отстраняване на хипокампуса; ограничена или удължена ектомия на епилептогенни зони (резекция или изрязване на засегнатите структури); темпорална лобектомия със запазване на хипокампуса; селективна резекция на хипокампуса и сливицата (амигдала-хипокампектомия). [31]

Според чуждестранната клинична статистика в 50-53% от случаите след операцията епилептичните припадъци при пациентите спират, 25-30% от оперираните пациенти имат припадъци 3-4 пъти годишно.

Как да тренираме хипокампуса?

Тъй като хипокампусът (зъбната му извивка) е една от малкото мозъчни структури, в които се случва неврогенеза или регенерация на нервите - образуването на нови неврони, упражненията могат да повлияят положително на процеса на увреждане на паметта (ако се лекува основното заболяване).

Доказано е, че  аеробните спортни упражнения  и всяка физическа активност, която е осъществима (и особено в напреднала възраст) допринасят за оцеляването на невроните и стимулират образуването на нови нервни клетки в хипокампуса. Между другото, упражненията намаляват стреса и подобряват депресията. [32],  [33], 

Освен това когнитивното стимулиране помага за трениране на хипокампуса, тоест умствени упражнения: запаметяване на поезия, четене, правене на кръстословици, игра на шах и т.н.

Как да увеличите хипокампуса, защото в напреднала възраст той става по -малък? Доказано лекарство от изследователите е упражнението, което увеличава перфузията на хипокампуса, а образуването на нови клетки на нервната тъкан е по -активно.

Как да възстановим хипокампуса след стрес? Включете се в медитация за съзнание, която е тренировъчна практика, насочена към забавяне на движението на мислите, освобождаване на негативизъм и постигане на душевен и телесен мир. Изследване от източноазиатски университет показва, че медитацията може да помогне за понижаване на нивата на кортизол в кръвта.