Главная / Стиль жизни / Что такое гиппокамп и зачем он нужен. За что отвечает гиппокамп и миндалевидное тело в головном мозге

Что такое гиппокамп и зачем он нужен. За что отвечает гиппокамп и миндалевидное тело в головном мозге

Сегодня вторник, а это значит, что мы продолжаем наш цикл материалов об устройстве такого неизученного и неповторимого человеческого мозга. И в нынешней статье речь пойдет об одной из самых загадочных его областей — гиппокампе.

Название с древнегреческого переводится, как «морской конёк» (ἱππόκαμπος), поскольку считается, что гиппокамп на него похож. Так что этот загадочный отдел мозга в родстве и с ипподромом, и с гиппопотамом. Конечно же, в этимологическом родстве.

На самом деле, это скорее две параллельно расположенные дуги, охватывающие поясом ствол головного мозга. Собственно, гиппокамп — это часть лимбической системы, расположенной на лимбе (крае) верхней части ствола мозга.

Эти дуги связаны комиссуральными нервными волокнами (так называют нервные волокна соединяющие структуры правого и левого полушарий). Гиппокамп — одна из старейших систем мозга с точки зрения эволюции, но именно он остается одной из самых неизученных областей. Его по-прежнему окутывают тайны и гипотезы, и исследователи до сих пор во многом могут только предполагать, как работает гиппокамп.

Некоторые исследования показывали, что он отвечает за кратковременную память (подобно ОЗУ компьютера), и при удалении обеих частей гиппокампа у человека остается «неповрежденной» долговременная память, но он не способен запоминать новую информацию. Отсюда исследователи предположили, что «морской конек» так же участвует в «кодировании» краткосрочной памяти в долгосрочную во время сна. Опять же, пока не до конца понятно, как происходит это кодирование, и по какому принципу отбирается информация «достойная» долговременного хранения. Интересно также и то, что при удалении одной из частей гиппокампа способность к запоминанию не нарушается.

Существует гипотеза, что гиппокамп является «архиватором» воспоминаний, и работает примерно так же как мы на компьютере раскладываем файлы по папкам, называем их и запоминаем, как до них можно быстрее всего добраться. Поэтому зачастую, чтобы вспомнить какой-либо день, мы ориентируемся по деталям, которые замечали, так соединяются две функции гиппокампа: формирование воспоминаний и пространственно-временная ориентация. Впрочем, постепенно появляются работы , которые проливают свет на то, как работает гиппокамп во время запоминания нового. Более того, есть исследования , которые показывают, куда деваются из гиппокампа воспоминания при болезни Альцгеймера и как их можно вернуть.

Именно в этой области мозга находятся так называемые пространственные клетки (place cells) или клетки-решётки (grid cells). Часть из них возбуждается при определении человеком своего положения в пространстве, другие чувствительны к направлению движения и положению головы. За это открытие британо-американец Джон О’Киф и его бывшие аспиранты из Норвегии, Мэй-Бритт и Эдвард Мозеры получили в 2014 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине.

Джон О"Киф

Также гиппокамп помогает не сбиться с пути, и даже « вычислить » короткий путь. Любопытно, что исследование, проведенное в Лондоне в 2003 году, показало, что гиппокамп лондонских таксистов больше, чем у обычного человека, но до сих пор непонятно: крупный гиппокамп помогает стать таксистом или он развивается при постоянном поиске пути (про эту работу можно услышать в лекции Марии Фаликман на нашем портале). Это заставляет задуматься: стоит ли так часто пользоваться навигаторами, и не деградирует ли наш гиппокамп при этом?

Кроме того, стимуляция различных областей гиппокампа может привести к практически любой поведенческой реакции: удовольствию, ярости, пассивности, половому возбуждению. Больные при гиппокампальных приступах страдают от психомоторных эффектов, включая обонятельные, зрительные, слуховые, тактильные и прочие галлюцинации, которые невозможно подавить.

А повреждение гиппокампа ведет к сни-жению эмоциональности, инициативности, замедлению скорости ос-новных нервных процессов, повышаются пороги вызова эмоциональ-ных реакций.

Возможно, такой «букет» функций гиппокамп приобрел на ранних стадиях развития, когда ему приходилось отвечать за множество необходимых для выживания реакций.

Анастасия Шешукова

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Нейропсихологический подход в изучении эмоциональных нарушений. Нарушения эмоций при поражении лобных, височных и гипофизарно-диэнцефального отделов мозга. Роль гиппокампа в осуществлении эмоций. Межполушарная организация мозга и эмоциональная сфера.

реферат , добавлен 24.06.2010

Анатомо-физиологические особенности лимбической системы и базальных ядер. Общий план строения и функции органов пищеварительной системы. Механизмы функционирования гиппокампа. Возрастные морфофизиологические особенности органов системы пищеварения.

реферат , добавлен 04.07.2015

Особенности участия составляющих лимбической системы - гиппокампа и орбитофронтальной коры в приспособительных реакциях центральной нервной системы при остром стволовом повреждении мозга крыс. Анализ эмоциональных реакций прооперированных животных.

диссертация , добавлен 22.01.2015

Понятие, строение, организованные функции ассоциативной коры головного мозга. Центры памяти, понимания слов, восприятия пространства. Профилактика нарушений зрения. Типичное шестислойное строение мозгового вещества, последствия нарушения строения.

контрольная работа , добавлен 16.02.2011

Строение и функции лимбической системы как области мозга человека. Интегративная деятельность лимбической системы. Строение и функции ретикулярной формации. Значение лимбической системы и ретикулярной формации для формирования структуры эмоций человека.

контрольная работа , добавлен 18.02.2012

Описание расположения глаза, защита от окружающей среды. Особенности его функций, строения и передачи изображения на зрительный нерв. Обобщенное описание строения различных частей глаза, функции и строение роговицы, радужки, зрачка, стекловидного тела.

реферат , добавлен 05.06.2010

Спинной мозг человека, его описание, расположение и характеристика. Оболочка спинного мозга, ее особенности и разновидности. Строение и основные функции спинного мозга, схематическое изображение и детальное описание особенностей каждой части мозга.

Гиппокамп располагается в медиальной части височной доли. Особое место в системе связей гиппокампа занимает участок новой коры в районе гиппокампа (так называемая энторинальная кора). Этот участок коры получает многочисленные афференты практически от всех областей неокортекса и других отделов головного мозга (миндалины, передних ядер таламуса и др.) и является основным источником афферентов к гиппокампу. Гиппокамп получает также входы от зрительной, обонятельной и слуховой систем. Самой крупной проводящей системой гиппокампа является свод, который связывает гиппокамп с гипоталамусом. Кроме этого, гиппокампы обоих полушарий связаны между собой комиссурой (plasterium).

Модульное строение обусловливает способность гиппокампа генерировать высокоамплитудную ритмическую активность. Связь модулей создает условие циркулирования активности в гиппокампе при обучении. При этом возрастает амплитуда синаптических потенциалов, увеличиваются нейросекреция клеток гиппокампа, число шипиков на дендритах его нейронов, что свидетельствует о переходе потенциальных синапсов в активные. Многочисленные связи гиппокампа со структурами как лимбической системы, так и других отделов мозга определяют его многофункциональность.

Выраженными и специфическими являются электрические процессы в гиппокампе. Активность здесь чаще всего характеризуется быстрыми бета-ритмами (14-30 в секунду) и медленными тета-ритмами (4-7 в секунду).

Если с помощью фармакологических методов в новой коре ослабить десинхронизацию на новое раздражение, то в гиппокампе затрудняется возникновение тета-ритма. Раздражение ретикулярной формации ствола мозга усиливает выраженность тета-ритма в гиппокампе и высокочастотных ритмов в новой коре.

Значение тета-ритма заключается в том, что он отражает реакцию гиппокампа, а тем самым - его участие в ориентировочном рефлексе, реакциях настороженности, повышения внимания, в динамике обучения. Тета-ритм в гиппокампе наблюдается при высоком уровне эмоционального напряжения - страхе, агрессии, голоде, жажде. Вызванная активность в гиппокампе возникает на раздражение различных рецепторов и любой из структур лимбической системы. Разносенсорные проекционные зоны в гиппокампе перекрываются. Это обусловлено тем, что большинство нейронов гиппокампа характеризуется полисенсорностью, т. е. способностью реагировать на световые, звуковые и другие виды раздражений.

Нейроны гиппокампа отличаются выраженной фоновой активностью. В ответ на сенсорное раздражение реагирует до 60% нейронов гиппокампа. Особенность строения гиппокампа, взаимосвязанные модули обусловливают цикл генерирования возбуждения в нем, что выражается в длительной реакции (до 12 с) нейронов на однократный короткий стимул.

Повреждение гиппокампа приводит к характерным нарушениям памяти и способности к обучению. В 1887 г. русский психиатр С. С. Корсаков описал грубые расстройства памяти у больных алкоголизмом (синдром Корсакова). Посмертно у них были обнаружены дегенеративные повреждения гиппокампа. Нарушение памяти проявлялось в том, что больной помнил события отдаленного прошлого, в том числе детства, но не помнил о том, что произошло с ним несколько дней или даже минут тому назад. Например, он не мог запомнить своего лечащего врача: если врач выходил из палаты на 5 мин, больной его не узнавал при повторном посещении.

Обширные повреждения гиппокампа у животных характерным образом нарушают протекание условнорефлекторной деятельности. Например, крысу довольно легко научить находить приманку в 8-лучевом лабиринте (лабиринт представляет собой центральную камеру, от которой радиально отходят 8 коридоров) только в каждом втором или четвертом рукаве. Крыса с поврежденным гиппокампом не обучается этому навыку и продолжает обследовать каждый рукав.

Очередное доказательство тесной связи между сном и работой гиппокампа получил Мэтью Уокер из Гарварда. Он и его коллеги установили, что всего одна ночь без сна может заметно повлиять на работу органа, играющего ключевую роль в процессе закрепления новых знаний в памяти.

10 студентов-добровольцев провели одну ночь без сна, после чего им показали 30 слов, которые испытуемые должны были запомнить. Через два дня экспериментаторы проверили надёжность запоминания. Оказалось, что эти 10 человек запомнили слов в среднем на 40 % меньше, чем контрольная группа из 10 студентов, которые спали как обычно.

Гиппокамп – это отдел обонятельного мозга. Основная его задача заключается в консолидации памяти, что означает ее переход в долговременную из кратковременной, а также в формировании эмоций.

Гиппокамп является парным органом, который располагается в височных отделах полушарий. Связь между ними осуществляется благодаря нервным волокнам головного мозга .

Некоторые специалисты считают, что гиппокамп блокирует влияние фоновой информации. Таким образом, он активизируется каждый раз, когда необходимо сфокусироваться на внешних ориентирах.
Современные исследования доказали, что гиппокамп играет важную роль для ориентации в пространстве, а также для хранения и обработки информации. Имеющиеся данные также свидетельствуют, что некоторые нейроны данного органы чувствительны к своему расположению в пространстве, они называются пространственные клетки . Некоторые из них возбуждаются, когда человек осознает себя в определенном месте, что не зависит от направления движения, некоторые же менее чувствительны.

Изучение пространственных клеток привело к теории о том, что гиппокамп играет роль карты: они помогают человеку или животному определить свое местоположение.

Некоторые клетки гиппокампа даже обладают особенностью возбуждаться в зависимости от ожидаемого будущего или прошлого, некоторые задействуются в пути и служат своеобразным «навигатором» в поиске пути. Доказательство таких возможностей были получены после имплантации электродов в мозг, которые используются для лечения эпилепсии хирургическим путем.

В 2003 году в Университете Калифорнии стартовало интересное исследование, направленное на то, чтобы выяснить, можно ли заменить гиппокамп искусственным. Данный опыт проводится на крысах. Так как основная функция гиппокампа заключается в сохранении долговременной памяти, аналог органа был выполнен в виде чипа с аналогичными функциями: она его часть регистрировала сигналы других отделов мозга, а другая – направляла туда электрические импульсы. Таким образом, искусственный орган представляется собой параллельно работающие нейронные сети. В декабре 2010 года специалисты уже воссоздали аналог гиппокампа и протестировали его свойства. В результате крыса даже смогла запомнить некоторую информацию. Более того, такой протез смог улучшить работу естественного органа. Следующий этап исследования ученые планируют провести на обезьяне и только потом перейти к человеку. Схожесть данного отдела мозга у млекопитающих позволяет делать самые смелые прогнозы относительно создания искусственного гиппокампа и для человека.

Также имеются доказательства того факта, что гиппокамп может помогать находить кротчайшие пути между известными точками. Примером человека, которому такие навыки необходимы в силу своей работы, может служить таксист из Лондона. Проводимое в 2003 году исследование показало, что у людей такой профессии размер гиппокампа больше, чем у других. В испытании приняло участие более 500 человек, работающих таксистами в столице Великобритании. Таким образом, ученые пришли к выводу, что по мере использования данного отдела мозга, он увеличивается в размерах.

Патологии

В случае поражения гиппокампа может развиваться синдром Корсакова , для которого характерен утрата кратковременной памяти при сохранении долговременной. Уменьшение размеров гиппокампа является одним из симптомов развития , что выявляется при диагностике на ранних стадиях. В тех случаях, когда гиппокамп функционирует неправильно, человек не может решить простейшую задачу, добраться до места назначения, начинает теряться в пространстве. Все это основные симптомы .

отвечающий за закрепление воспоминаний, когда они из кратковременной памяти переходят в долговременную, а также за создание эмоций и пространственную ориентацию. В мозге человека имеется два гиппокампа, располагающихся в височных частях полушарий. Связь между ними поддерживается с помощью нервных волокон, которые проходят в спайке свода мозга.

Функции

В прошлом ученые выдвигали версию, что гиппокамп отвечает лишь за обоняние. Но научные исследования, проведенные современными специалистами, доказали его важную роль в формировании ориентации в пространстве, восприятии и хранении информации. Некоторые нейроны гиппокампа, называемые пространственным и клетками, помогают человеку или животному определиться в пространстве и своем местонахождении, найти короткий путь между двумя ориентирами.

Нормальная работа гиппокампа очень важна при обучении, но он не является конечным вместилищем знаний. Для этого существует кора головного мозга. В гиппокампе образуется память о свежих событиях, и только через некоторое время – часы, дни и недели – эта новая информация помещается в кору головного мозга. Структура этого органа является неоднородной, и состоит из нескольких специализированн ых отделов. Благодаря этому гиппокамп способен моментально запоминать различные события, но иногда, чтобы это произошло, необходимо повторение той или иной ситуации, с которой человек уже сталкивался.

Предвзятые решения

Нейропсихологи из США объяснили механизм принятий решений человеком в случаях столкновения его с незнакомыми обстоятельствами, когда нет возможности положиться на предыдущий опыт и просчитать конечный результат выхода из сложившегося положения. В этом случае человек ассоциирует ситуацию с уже ранее происходившими с ним случаями и на основе этого делает выводы. Это влияет на принятие тех или иных решений для выхода из сложившегося положения. Главную роль в принятии таких решений играет гиппокамп.

Уже отмечено, что у людей, которым по роду своего занятия часто приходится сталкиваться с заучиванием той или иной информации или нахождением выхода из положения, например, мысленного прокладывания маршрута, наблюдается увеличение гиппокампа. Кроме того, этого можно добиться регулярными упражнениями – игрой в шашки и шахматы, заучиванием стихов или иностранных языков, решение кроссвордов, развитием своего численного чувства и прочее.

Повреждение гиппокампа

При болезни Альцгеймера первым делом страдает этот орган, что приводит к снижению и потере памяти, дезориентации. Кроме того, повреждение гиппокампа может привести к кислородному голоданию, энцефалиту или к медиальной височной эпилепсии.

При повреждении обоих гиппокампов может наступить антероградная амнезия, при которой человек теряет способность запоминать недавние события, но при этом его долговременная память не страдает. Он сможет дальше продолжать жить, разговаривать, ходить, слышать – делать все, что кажется нормальным и естественным, но не сможет создавать новых воспоминаний. То есть та информация, которую он получит после повреждения гиппокампа, будет ему казаться новой каждый раз, например, каждое посещение врача будет для него как первое.