Хипокампус

Ако је старогрчка митологија називала Хипокампус господарем риба, представљајући га у облику морског чудовишта - коња са рибљим репом, онда је хипокампус мозга, који је његова важна структура, добио ово име због сличности свог облика у аксијалној равни са необичном игличастом рибом рода Хипокампус - морским коњем.

Иначе, други назив закривљене унутрашње структуре темпоралног режња мозга, који су јој дали анатоми средином 18. века – Амонов рог (Cornu Ammonis), повезује се са египатским богом Амоном (у грчком облику – Амон), који је приказиван са овнујским роговима.

Структура хипокампуса и његове структуре

Хипокампус је сложена структура дубоко у темпоралном режњу мозга, између његове медијалне стране и доњег рога латералне коморе, формирајући један од његових зидова.

Издужене међусобно повезане структуре хипокампуса (набори сиве материје архикортекса који су пресавијени један у други) налазе се дуж уздужне осе мозга, по једна у сваком од темпоралних режњева: десни хипокампус и контралатерални леви хипокампус. [ 1 ]

Код одраслих, величина хипокампуса - дужина од предњег до задњег дела - варира између 40 и 52 мм.

Главне структуре су сам хипокампус (Cornu Ammonis) и дентатни гирус (Gyrus dentatus); стручњаци такође разликују субикуларни кортекс, који је подручје сиве масе мождане коре које окружује хипокампус. [ 2 ]

Амон рог формира лук, чији је рострални (предњи) део увећан и дефинисан је као глава хипокампуса, која се савија уназад и надоле, формирајући на медијалној страни темпоралног режња куку хипокампуса или ункус (од латинског uncus - кука) - (Uncus hippocampi). Анатомски, то је предњи крај парахипокампалног гируса (Gyrus parahippocampi), који је закривљен око самог хипокампуса и штрчи у под темпоралног (доњег) рога латералне коморе.

Такође у ростралном делу постоје задебљања у облику три или четири одвојена избочења кортикалних вијуга, која се називају хипокампални прсти (Digitationes hippocampi).

Средњи део структуре дефинисан је као тело, а део који се назива алвеус је под латералне коморе (темпорални рог) мозга и готово је у потпуности прекривен хороидним плексусом, који је комбинација пиа матер и епендима (ткива које облаже шупљину комора). Влакна беле масе алвеуса су сакупљена у задебљане снопове у облику ресе или фимбрије (Fimbria hippocampi), затим ова влакна прелазе у форникс мозга.

Испод хипокампуса налази се његов главни излаз, горњи равни део парахипокампалног гируса, назван субикулум. Ова структура је одвојена плитком рудиментарном фисуром или жлебом хипокампуса (Sulcus hippocampalis), који је наставак жлеба corpus callosum (Sulcus corporis callosi) и протеже се између парахипокампалног и дентатног гируса. [ 3 ]

Зубчасти гирус хипокампуса, такође назван парахипокампус, је трослојни конкавни жлеб одвојен од фибрила и субикулума другим жлебовима.

Такође треба имати на уму да хипокампус и суседни дентатни и парахипокампални гируси, субикулум и енторинални кортекс (део кортекса темпоралног режња) чине хипокампусну формацију - у облику испупчења на дну темпоралног рога латералне коморе.

У овој зони – на медијалним површинама обе хемисфере мозга (Hemispherium cerebralis) – локализован је скуп можданих структура које су део лимбичког система мозга. Лимбички систем и хипокампус, као једна од његових структура (заједно са амигдалом, хипоталамусом, базалним ганглијама, цингуларним гирусом итд.), повезани су не само анатомски, већ и функционално. [ 4 ]

Хипокампус се снабдева крвљу из крвних судова који снабдевају темпоралне режњеве мозга, односно из грана средње мождане артерије. Поред тога, крв улази у хипокампус кроз гране задње мождане артерије и предње хороидалне артерије. А одлив крви иде кроз темпоралне вене - предњу и задњу.

Неурони и неуротрансмитери хипокампуса

Хетерогени кортекс хипокампуса - алокортекс - је тањи од мождане коре и састоји се од површинског молекуларног слоја (Stratum molecular), средњег слоја Stratum pyralidae (који се састоји од пирамидалних ћелија) и дубоког слоја полиморфних ћелија.

У зависности од карактеристика ћелијске структуре, Амонов рог је подељен на четири различита подручја или поља (тзв. Сомерови сектори): CA1, CA2, CA3 (подручје самог хипокампуса, покривено дентатним гирусом) и CA4 (у самом дентатном гирусу).

Заједно, они формирају неуронски трисинаптички круг (или коло), у коме функције преношења нервних импулса обављају хипокампални неурони, посебно: ексцитаторни пирамидални неурони CA1, CA3 и субикулумских поља, карактеристични за структуре предњих делова мозга. Глутаматергични пирамидални неурони, који имају дендрите (аферентне процесе) и аксоне (еферентне процесе), главни су тип ћелија у нервном ткиву хипокампуса.

Поред тога, постоје звездасти неурони и грануларне ћелије концентрисане у слоју грануларних ћелија дентатног гируса; ГАБАергички интернеурони - мултиполарни интеркаларни (асоцијативни) неурони CA2 поља и парахипокампуса; корпасти (инхибиторни) неурони CA3 поља, као и недавно идентификовани интермедијарни OLM интернеурони у CA1 региону. [ 5 ]

Хемијски гласници који се ослобађају из секреторних везикула главних ћелија хипокампуса у синаптичку пукотину да би пренели нервне импулсе до циљних ћелија – неуротрансмитера или неуромедијатора хипокампуса (и целог лимбичког система) – деле се на ексцитаторне и инхибиторне. Први укључују глутамат (глутаминска киселина), норепинефрин (норепинефрин), ацетилхолин и допамин, други – ГАБА (гама-аминобутерна киселина) и серотонин. У зависности од тога који неуротрансмитери делују на трансмембранске никотинске (јонотропне) и мускаринске (метаботропне) рецепторе неуронских кола хипокампуса, активност његових неурона је побуђена или потиснута. [ 6 ]

Функције

За шта је одговоран хипокампус мозга, које функције обавља у централном нервном систему? Ова структура је повезана са целим можданим кортексом индиректним аферентним путевима који пролазе кроз енторинални кортекс и субикулум и укључена је у обраду когнитивних и емоционалних информација. До данас је најпознатије како су повезани хипокампус и памћење, а истраживачи такође откривају како су повезани хипокампус и емоције.

Неуронаучници који проучавају функције хипокампуса топографски су га поделили на задњи или дорзални део и предњи или вентрални део. Задњи део хипокампуса је одговоран за памћење и когнитивне функције, а предњи део је одговоран за испољавање емоција. [ 7 ]

Верује се да се информације шаљу из више извора путем комисуралних нервних влакана (комисура) кортекса темпоралног режња до хипокампуса, који он кодира и интегрише. Из краткорочног памћења [ 8 ] формира се дугорочно декларативно памћење (о догађајима и чињеницама) због дугорочне потенцијације, односно посебног облика неуронске пластичности - повећања неуронске активности и синаптичке снаге. Доношење информација о прошлости (сећања) такође је регулисано хипокампусом. [ 9 ]

Поред тога, хипокампалне структуре учествују у консолидацији просторног памћења и посредују у просторној оријентацији. Овај процес се састоји од когнитивног мапирања просторних информација, а као резултат његове интеграције у хипокампусу, формирају се менталне репрезентације локације објеката. А за то постоји чак и посебна врста пирамидалних неурона - ћелије места. Вероватно, они такође играју важну улогу у епизодном памћењу - бележењу информација о окружењу у којем су се одређени догађаји одиграли. [ 10 ]

Што се тиче емоција, најважнија од церебралних структура које су директно повезане са њима је лимбички систем и његов саставни део – хипокампална формација. [ 11 ]

И у том смислу, потребно је објаснити шта је хипокампални круг. То није анатомска структура мозга, већ такозвани медијални лимбички ланац или емоционални круг Папеза. Сматрајући хипоталамус извором људског емоционалног изражавања, амерички неуроанатом Џејмс Венцеслас Папез је 1930-их изнео свој концепт пута формирања и кортикалне контроле емоција и памћења. Поред хипокампуса, овај круг је обухватао мамиларна тела базе хипоталамуса, предње језгро таламуса, цингулативни гирус, кортекс темпоралног режња који окружује хипокампус и неке друге структуре. [ 12 ]

Даља истраживања су разјаснила функционалне везе хипокампуса. Конкретно, амигдала (Corpus amygdaloideum), која се налази у темпоралном режњу (испред хипокампуса), препозната је као емоционални центар мозга одговоран за емоционалну процену догађаја, формирање емоција и доношење емоционалних одлука. Као део лимбичког система, хипокампус и амигдала/амигдала делују заједно у стресним ситуацијама и када се појави осећај страха. Парахипокампални гирус је такође укључен у негативне емоционалне реакције, а консолидација емоционално изражених (страшних) сећања се дешава у латералним језгрима амигдале. [ 13 ]

Хипоталамус и хипокампус, који се налазе у средњем мозгу, имају бројне синаптичке везе, што одређује њихово учешће у одговору на стрес. Дакле, предњи део хипокампуса, пружајући негативну повратну спрегу, контролише стресне реакције функционалне неуроендокрине осе хипоталамус-хипофиза-кора надбубрежне жлезде. [ 14 ]

У потрази за одговором на питање како су хипокампус и вид повезани, неуропсихолошке студије су утврдиле учешће парахипокампалног гируса и перириналног кортекса (део кортекса медијалног темпоралног режња) у визуелном препознавању сложених објеката и памћењу предмета.

А које везе имају хипокампус и олфакторни мозак (Риненцефалон) тачно се зна. Прво, хипокампус прима информације из олфакторне сијалице (Булбус олфакториус) – преко амигдале. Друго, кука хипокампуса (ункус) је олфакторни центар мождане коре и може се приписати риненцефалону. Треће, кортикална област одговорна за олфакцију такође укључује парахипокампални гирус, који чува информације о мирисима. [ 15 ] Прочитајте више – Олфакција

Болести хипокампуса и њихови симптоми

Стручњаци сматрају хипокампус прилично рањивом структуром мозга; његово оштећење (укључујући трауматске повреде мозга) и повезане болести могу изазвати различите симптоме – неуролошке и менталне.

Савремене методе неуроимаџинга помажу у идентификацији морфометријских промена у хипокампусу (његовој запремини), које се јављају код хипоксичног оштећења и одређених болести мозга, као и код његових редукционих деформација.

Важним клиничким знаком се сматра асиметрија хипокампуса, будући да се, претпоставља се, леви и десни хипокампус различито погађају са старењем. Према неким студијама, леви хипокампус игра главну улогу у епизодном вербалном памћењу (говорна репродукција сећања), а десни хипокампус игра главну улогу у консолидацији просторног памћења. Према мерењима, код људи старијих од 60 година, разлика у њиховим запреминама је 16-18%; са годинама се повећава, а код мушкараца, у поређењу са женама, асиметрија је израженија. [ 16 ]

Благо смањење хипокампуса које се јавља са годинама сматра се нормалним: атрофични процеси у медијалном темпоралном режњу и енториналном кортексу почињу да се одвијају ближе седамдесетој години. Али значајно смањење величине „морског коњића“ мозга повећава ризик од развоја деменције, чији се рани симптоми манифестују кратким епизодама губитка памћења и дезоријентације. Више прочитајте у чланку - Симптоми деменције

Смањење хипокампуса је много израженије код Алцхајмерове болести. Међутим, још увек није јасно да ли је то резултат ове неуродегенеративне болести или служи као предуслов за њен развој. [ 17 ]

Према истраживањима, пацијенти са генерализованим депресивним поремећајем и посттрауматским стресним поремећајима имају билатерално и унилатерално смањење запремине хипокампуса за 10-20%. Дуготрајна депресија је такође праћена смањењем или поремећајем неурогенезе у хипокампусу. [ 18 ] Према неурофизиолозима, ово се дешава због повећаног нивоа кортизола. Овај хормон интензивно производи и ослобађа кора надбубрежне жлезде као одговор на физички или емоционални стрес, а његов вишак негативно утиче на пирамидалне неуроне хипокампуса, оштећујући дугорочно памћење. Управо због високог нивоа кортизола, хипокампус се смањује код пацијената са Иценко-Кушинговом болешћу. [ 19 ], [ 20 ]

• Прочитајте такође – Симптоми стреса

Смањење броја или промена нервних ћелија хипокампуса може бити повезана и са инфламаторним процесима (неуроинфламација) у темпоралном режњу мозга (на пример, код бактеријског менингитиса, код енцефалитиса изазваног вирусом херпес симплекса типа I или II) и дуготрајном активацијом микроглије, чије имуне ћелије (макрофаги) ослобађају проинфламаторне цитокине, протеиназе и друге потенцијално цитотоксичне молекуле.

Запремина ове церебралне структуре може се смањити код пацијената са глиомима мозга, јер туморске ћелије производе неуротрансмитер глутамат у екстрацелуларни простор, чији вишак доводи до смрти неурона хипокампуса.

Поред тога, бројне студије са МРИ волуметријом хипокампуса забележиле су његово смањење код трауматских повреда мозга, епилепсије, благог когнитивног оштећења, Паркинсонове и Хантингтонове болести, шизофреније, Дауновог и Тарнеровог синдрома. [ 21 ]

Недовољна исхрана нервног ткива – хипокампална хипотрофија – може имати исхемијску етиологију након можданих удара; код зависности од дрога, посебно зависности од опиоида, хипотрофија се примећује због поремећаја у метаболизму допамина од стране психоактивних супстанци.

Поремећаји узроковани недостатком одређених елемената утичу на трофику нервног ткива целе хипокампалне формације, негативно утичући на функционисање централног нервног система. Дакле, витамин Б1 или тиамин и хипокампус су повезани чињеницом да су у случајевима хроничног недостатка овог витамина поремећени процеси формирања краткорочног памћења. Испоставило се да се код недостатка тиамина (чији је ризик повећан код алкохоличара) у дентатном гирусу и хипокампалним пољима CA1 и CA3 може смањити број пирамидалних неурона и густина њихових аферентних процеса, због чега долази до кварова у преносу нервних импулса. [ 22 ], [ 23 ] Дуготрајни недостатак тиамина може изазвати Корсаковљев синдром.

Прогресивно смањење запремине нервног ткива са губитком неурона – атрофија хипокампуса – јавља се код готово истих болести, укључујући Алцхајмерову и Иценко-Кушингову болест. Фактори ризика за њен развој сматрају се кардиоваскуларним болестима, депресијом и стресом, епилептичним статусом, дијабетес мелитусом, артеријском хипертензијом, [ 24 ] гојазношћу. А симптоми укључују губитак памћења (код Алцхајмерове болести – до антероградне амнезије ), [ 25 ], [ 26 ] тешкоће у извођењу познатих процеса, просторној дефиницији и вербалном изражавању. [ 27 ]

У случају поремећаја структурне организације ћелија поља Амоновог рога и субикулумског подручја и губитка неких пирамидалних неурона (атрофија) - са ширењем интерстицијума и пролиферацијом глијалних ћелија (глиоза) - утврђује се склероза хипокампуса - мезијална склероза хипокампуса, мезијална темпорална или мезијална темпорална склероза. Склероза се примећује код пацијената са деменцијом (изазива губитак епизодног и дугорочног памћења), а такође доводи до темпоралне епилепсије. [ 28 ] Понекад се дефинише као лимбична темпорална или хипокампална, односно епилепсија хипокампуса. Њен развој је повезан са губитком инхибиторних (ГАБАергичких) интернеурона (што смањује способност филтрирања аферентних сигнала енториналног кортекса и доводи до хиперексцитабилности), поремећајем неурогенезе и пролиферацијом аксона грануларних ћелија дентатних ресица. Додатне информације у чланку - Епилепсија и епилептични напади - Симптоми

Као што показује клиничка пракса, тумори хипокампуса се ретко налазе у овој церебралној структури, а у већини случајева ради се о ганглиоглиому или дисембриопластичном неуроепителном тумору - споро растућој бенигној глионеуронској неоплазми која се састоји углавном од глијалних ћелија. Најчешће се јавља у детињству и младости; главни симптоми су главобоља и тешко лечиви хронични напади.

Конгениталне аномалије хипокампуса

Код малформација мождане коре као што су фокална кортикална дисплазија, хемимегаленцефалија (једнострано увећање мождане коре), шизенцефалија (присуство абнормалних кортикалних пукотина), полимикрогирија (смањење конволуција), као и перивентрикуларна нодуларна хетеротопија праћена нападима и визуелно-просторним поремећајима, примећује се смањење хипокампуса.

Истраживачи су открили абнормално увећање амигдале и хипокампуса код деце са синдромом раног инфантилног аутизма. Билатерално увећање хипокампуса се примећује код деце са лисенцефалијом мозга, абнормалним задебљањем вијуга (пахигирија) или са субкортикалном ламинарном хетеротопијом - удвостручавањем мождане коре, чија се манифестација јавља у епилептичним нападима. Више информација у материјалима:

• Развојни дефекти мозга
• Дисгенеза мозга

Хипоплазија хипокампуса, а често и corpus callosum-а, повезана са неразвијеношћу мозга, налази се код новорођенчади са тешком енцефалопатијом са мутацијом у WWOX гену, који кодира ензим оксидоредуктазу. Ова конгенитална аномалија, која доводи до ране смрти, карактерише се одсуством спонтаних покрета код одојчета и одсуством реакције на визуелне стимулусе, као и нападима (који се јављају неколико недеља након рођења).

Инверзија хипокампуса – промена његовог анатомског положаја и облика – такође представља дефект у интраутерином развоју самог хипокампуса (Cornu Ammonis), чије се формирање из набора сиве масе архикортекса завршава до 25. недеље трудноће.

Непотпуна инверзија хипокампуса, позната и као малротација хипокампуса или инверзија хипокампуса са малротацијом, је формирање сферног или пирамидалног хипокампуса, који се најчешће примећује у левом темпоралном режњу – са смањењем величине. Могу се приметити морфолошке промене у суседним сулкусима. Аномалија се открива код пацијената са и без нападаја, са и без других интракранијалних дефеката.

Хипокампална циста је такође конгенитална аномалија – мала шупљина испуњена цереброспиналном течношћу (проширени периваскуларни простор ограничен танким зидом) округлог облика. Резидуалне хипокампалне цисте, синоним – ремитентне сулкусне цисте (Sulcus hippocampalis), настају током непотпуне инволуције ембрионалне пукотине хипокампуса током интраутериног развоја. Карактеристична локализација циста је на страни на врху хипокампалног сулкуса, између Cornu Ammonis и Gyrus dentatus. Оне се не манифестују ни на који начин и најчешће се откривају случајно током рутинских МРИ прегледа мозга. Према неким подацима, откривају се код скоро 25% одраслих.

Хипокампус и коронавирус

Од почетка ширења ковида-19, лекари су код многих опорављених пацијената приметили заборавност, анксиозност и депресију, а често чују и жалбе на „маглу у мозгу“ и повећану раздражљивост.

Познато је да коронавирус који изазива ковид-19 улази у ћелије преко рецептора у олфакторној булбици (Bulbus olfactorius), што се манифестује као симптом познат као аносмија или губитак чула мириса.

Олфакторна булба је повезана са хипокампусом, и према истраживачима неуродегенеративних болести из Удружења за Алцхајмерову болест, њено оштећење је одговорно за когнитивно оштећење које се примећује код пацијената оболелих од ковида-19, посебно проблеме са краткорочним памћењем.

Недавно је објављено да ће ускоро почети велика студија о ефектима коронавируса на мозак и узроцима когнитивног пада, у којој ће учествовати научници из скоро четири десетине земаља – под техничким вођством и координацијом СЗО.

Прочитајте такође: Коронавирус остаје у мозгу чак и након опоравка

Дијагноза болести хипокампуса

Главне методе за дијагностиковање болести повезаних са одређеним оштећењем структура хипокампуса укључују испитивање неуропсихијске сфере, магнетну резонанцу и компјутеризовану томографију мозга.

Лекари преферирају визуелизацију хипокампуса помоћу МРИ: стандардним Т1-пондерисаним сагиталним, короналним, дифузионо пондерисаним аксијалним сликама, Т2-пондерисаним аксијалним сликама целог мозга и Т2-пондерисаним короналним сликама темпоралних режњева. Да би се откриле патолошке промене у пољима самог хипокампуса, дентатног или парахипокампалног гируса, користи се МРИ на 3Т; може бити потребна и МРИ са вишим пољем. [ 29 ]

Такође се изводе: Доплерова ултрасонографија церебралних крвних судова, ЕЕГ - енцефалографија мозга.

Детаљи у публикацијама:

• Епилепсија - Дијагноза
• Депресивни поремећај - дијагноза

Лечење болести хипокампуса

Конгениталне аномалије хипокампуса повезане са неразвијеношћу и редукционим деформацијама мозга не могу се излечити: деца су осуђена на инвалидитет због когнитивног оштећења различитог степена тежине и пратећих поремећаја у понашању.

Како лечити неке од горе наведених болести, прочитајте у публикацијама:

• Епилепсија - Лечење
• Алцхајмерова деменција - лечење
• Нови третмани за Алцхајмерову болест
• Лечење депресије
• Витамини за мозак

У случајевима када антиконвулзиви, односно антиепилептички лекови, не успевају да се носе са нападима мезијалне темпоралне епилепсије, [ 30 ] прибегавају се последњем средству - хируршком лечењу.

Операције укључују: хипокампектомију – уклањање хипокампуса; ограничену или продужену епилептогену зонску ектомију (ресекцију или ексцизију захваћених структура); темпоралну лобектомију са очувањем хипокампуса; селективну ресекцију хипокампуса и амигдале (амигдалохипокампектомију). [ 31 ]

Према страним клиничким статистикама, у 50-53% случајева након операције, епилептични напади код пацијената престају; 25-30% оперисаних има нападе 3-4 пута годишње.

Како тренирати хипокампус?

Пошто је хипокампус (његов дентатни гирус) једна од ретких церебралних структура где се одвија неурогенеза или неурална регенерација (формирање нових неурона), процес погоршања памћења (под условом да се лечи основна болест) може бити позитивно утичан вежбањем.

Показано је да аеробне вежбе и свака умерена физичка активност (посебно у старости) подстичу преживљавање неурона и стимулишу формирање нових нервних ћелија хипокампуса. Узгред, вежбање смањује стрес и побољшава депресију. [32 ], [ 33 ]

Поред тога, когнитивна стимулација, односно менталне вежбе, помаже у тренирању хипокампуса: памћење песама, читање, решавање укрштеница, играње шаха итд.

Како повећати хипокампус, јер у старости постаје мањи? Метода коју су истраживачи доказали су физичке вежбе, захваљујући којима се повећава перфузија хипокампуса, а формирање нових ћелија нервног ткива је активније.

Како обновити хипокампус након стреса? Урадите медитацију пажње, што је пракса тренинга ума усмерена на успоравање убрзаних мисли, ослобађање од негативности и постизање смирености за ум и тело. Како су показали резултати студије једног од источноазијских универзитета, медитација помаже у смањењу нивоа кортизола у крви.