Fungsi, Anatomi, dan Patologi Hippocampus (dengan Gambar)

itu hippocampus adalah struktur otak yang merupakan bagian dari sistem limbik dan yang fungsi utamanya adalah pembentukan memori baru - memori - dan orientasi spasial.

Cerebral hippocampus terletak di lobus temporal (salah satu struktur otak atas) tetapi juga merupakan bagian dari sistem limbik dan terlibat dalam fungsi-fungsi struktur bawah.

Saat ini didokumentasikan dengan baik bahwa fungsi utama yang dilakukannya terkait dengan proses kognitif. Bahkan, hippocampus secara global diakui sebagai struktur memori utama.

Namun, telah ditunjukkan bagaimana wilayah ini melakukan dua kegiatan selain proses menghafal: penghambatan perilaku dan orientasi spasial.

Sejarah hippocampus

Hippocampus, dari bahasa Latin hippocampus, ditemukan pada abad ketujuh belas oleh ahli anatomi Giulio Cesare Aranzio.

Berutang namanya dengan penampilan strukturnya, yang menyerupai bentuk kuda laut, hippocampus.

Awalnya ada beberapa kontroversi tentang anatomi daerah otak ini dan diberi nama yang berbeda seperti "ulat sutera" atau "ram tanduk".

Demikian juga, keberadaan dua daerah berbeda dari hippocampus diusulkan: "major hippocampus" dan "minor hippocampus".

Saat ini, pembagian hippocampus ini telah ditolak dan diklasifikasikan sebagai struktur yang unik.

Di sisi lain, dalam penemuannya, hippocampus terkait dengan indera penciuman, dan membela bahwa struktur otak ini bertanggung jawab untuk memproses dan merekam rangsangan penciuman.

Bahkan, itu tidak sampai tahun 1900 ketika, di tangan Vladimir Béjterev, fungsi sebenarnya dari struktur ditunjukkan dan fungsi memori yang dilakukan oleh hippocampus mulai diselidiki..

Anatomi Hippocampus

Hippocampus merupakan daerah otak yang terletak di ujung korteks.

Secara khusus, ini berhubungan dengan area di mana korteks mengecil menjadi satu lapisan neuron yang padat.

Dengan cara ini, hippocampus adalah daerah kecil berbentuk S yang ditemukan di tepi bawah korteks serebral, dan itu termasuk bagian ventral dan punggung..

Karena lokasinya, itu adalah bagian dari sistem limbik, yaitu, kelompok daerah yang berada di wilayah yang berbatasan dengan korteks serebral, dan bertukar informasi dengan daerah otak yang berbeda..

Di satu sisi, sumber utama aferen hippocampus adalah korteks entorhinal dan sangat terhubung ke sejumlah besar wilayah korteks serebral..

Secara khusus, tampak bahwa hippocampus terkait erat dengan korteks prefrontal dan daerah septum lateral.

Hubungan hippocampus dengan area korteks ini menjelaskan sebagian besar proses kognitif dan fungsi memori yang dilakukan oleh struktur..

Di sisi lain, hippocampus juga terhubung ke bagian bawah otak.

Dalam hal ini, telah ditunjukkan bagaimana daerah ini menerima input modulasi dari sistem serotoninergik, dopaminergik dan norepinefrin, dan sangat terhubung dengan thalamus..

Fisiologi hippocampus

Hippocampus beroperasi melalui dua mode aktivitas, masing-masing dengan pola fungsi yang berbeda dan dengan partisipasi kelompok neuron tertentu..

Dua mode aktivitas ini adalah gelombang theta dan pola aktivitas tidak teratur (LIA) yang lebih tinggi.

Gelombang theta muncul selama status siaga dan aktivitas, serta selama fase tidur REM.

Selama waktu ini, yaitu, ketika kita bangun atau dalam fase tidur REM, hippocampus bekerja oleh gelombang panjang dan tidak teratur yang dihasilkan oleh neuron piramidal dan sel granular..

Di sisi lain, LIA muncul selama tidur (kecuali dalam fase REM) dan pada saat imobilitas (ketika kita makan dan beristirahat).

Demikian juga, tampaknya bagaimana gelombang sudut lambat adalah mereka yang memiliki hubungan terbesar dengan proses memori.

Dengan cara ini, saat-saat istirahat akan menjadi kunci bagi hippocampus untuk menyimpan dan menyimpan informasi dalam struktur otak mereka..

Fungsi hippocampus

Seperti yang telah kami katakan, hipotesis awal bahwa hippocampus melakukan fungsi yang berkaitan dengan indera penciuman telah digantikan.

Faktanya, kepalsuan dari fungsi hippocampus yang mungkin ini telah ditunjukkan dan telah ditunjukkan bahwa, meskipun wilayah ini menerima aferen langsung dari bohlam penciuman, ia tidak berpartisipasi dalam fungsi sensitif..

Selama bertahun-tahun, itu terkait fungsi hippocampus dengan kinerja fungsi kognitif.

Saat ini, fungsi kawasan ini berfokus pada tiga aspek utama: penghambatan, memori, dan ruang.

Yang pertama muncul di tahun 60-an melalui teori penghambatan perilaku O'keefe dan Nadel.

Dalam hal ini, hiperaktif dan kesulitan penghambatan diamati pada hewan dengan lesi di hippocampus mengembangkan garis teoretis ini dan menghubungkan fungsi hippocampus dengan penghambatan perilaku..

Mengenai memori, itu mulai terkait dengan artikel terkenal oleh Scoville dan Brenda Milner, yang menggambarkan bagaimana penghancuran bedah hippocampus pada pasien dengan epilepsi memprovokasi anterograde amnesia dan amnesia retrograde yang sangat serius..

Fungsi ketiga dan terakhir dari hippocampus diprakarsai oleh teori "peta kognitif" Tolman dan penemuan O'Keefe bahwa neuron dalam hippocampus tikus muncul untuk menunjukkan aktivitas terkait dengan lokasi dan situasi spasial.

Hippocampus dan penghambatan

Penemuan peran hippocampus dalam penghambatan perilaku cukup baru. Bahkan, fungsi ini masih dalam penyelidikan.

Dalam pengertian ini, penelitian terbaru telah berfokus pada pemeriksaan wilayah spesifik hippocampus yang disebut ventral hippocampus..

Dalam penyelidikan daerah kecil ini, telah dipostulatkan bahwa hippocampus dapat memainkan peran penting baik dalam penghambatan perilaku dan dalam pengembangan kecemasan..

Studi paling penting tentang fungsi-fungsi ini dilakukan beberapa tahun yang lalu oleh Joshua A. Gordon.

Penulis mencatat aktivitas listrik hippocampus ventral dan korteks prefrontal medial pada tikus ketika menjelajahi lingkungan yang berbeda, beberapa di antaranya menimbulkan respons kecemasan terhadap hewan..

Studi ini berfokus pada mencari sinkronisasi aktivitas otak antara daerah otak, karena faktor ini merupakan singo dari transfer informasi.

Ketika hippocampus dan prefrontal cortex terhubung, sinkronisasi menjadi jelas di semua lingkungan di mana ia terkena tikus..

Namun, dalam situasi yang menghasilkan kecemasan pada hewan, diamati bahwa sinkronisasi antara kedua bagian otak meningkat.

Demikian juga, itu juga menunjukkan bagaimana korteks prefrontal mengalami peningkatan aktivitas ritme theta ketika tikus berada di lingkungan yang menghasilkan respon ketakutan atau kecemasan.

Peningkatan aktivitas theta ini terkait dengan penurunan yang signifikan dalam perilaku pemindaian tikus, sehingga disimpulkan bahwa hippocampus adalah wilayah yang bertanggung jawab untuk mentransmisikan informasi yang diperlukan untuk menghambat perilaku tertentu..

Hippocampus dan memori

Tidak seperti peran yang dimainkan oleh hippocampus dalam penghambatan, hari ini ada konsensus ilmiah yang tinggi dalam menegaskan bahwa wilayah ini merupakan struktur vital untuk fungsi dan perkembangan memori..

Terutama, dipertahankan bahwa hippocampus adalah struktur otak yang memungkinkan pembentukan ingatan baru dari peristiwa yang dialami, baik episodik dan otobiografi.

Dengan cara ini, disimpulkan bahwa hippocampus adalah area otak yang memungkinkan pembelajaran dan retensi informasi.

Hipotesa-hipotesa ini telah dibuktikan dengan baik oleh beberapa penelitian neuroscientific dan, terutama, oleh symptomatology yang menghasilkan lesi pada hippocampus..

Dalam hal ini, telah ditunjukkan bagaimana cedera parah di wilayah ini menyebabkan kesulitan besar dalam pembentukan ingatan baru dan sering juga mempengaruhi ingatan yang terbentuk sebelum cedera..

Namun, peran utama hippocampus dalam memori lebih terletak pada pembelajaran daripada mengambil informasi yang disimpan sebelumnya.

Bahkan, dikatakan bahwa ketika orang membentuk memori, ini pertama kali disimpan dalam hippocampus tetapi dengan berlalunya waktu informasi mengakses daerah lain dari korteks temporal.

Demikian juga, hippocampus tampaknya tidak menjadi struktur penting dalam belajar keterampilan motorik atau kognitif (cara memainkan instrumen atau memecahkan teka-teki logis).

Fakta ini mengungkapkan adanya berbagai jenis memori, yang diatur oleh daerah otak yang berbeda, sehingga hippocampus tidak mencakup semua proses mnemonik secara penuh tetapi sebagian besar dari mereka.

Hippocampus dan orientasi spasial

Penelitian tertentu yang dilakukan pada otak tikus menunjukkan bahwa hippocampus mengandung serangkaian neuron yang memiliki "bidang tempat".

Ini berarti bahwa sekelompok neuron hippocampus memicu potensi aksi (mentransmisikan informasi) ketika hewan melewati tempat tertentu di lingkungannya..

Demikian juga, Edmund Rolls menggambarkan bagaimana neuron tertentu dari hippocampus diaktifkan ketika hewan memfokuskan pandangannya pada aspek-aspek tertentu dari lingkungannya..

Dengan cara ini, penelitian dengan tikus menunjukkan bahwa hippocampus bisa menjadi wilayah vital dalam pengembangan kemampuan orientasi dan memori spasial..

Pada manusia, data jauh lebih terbatas karena kesulitan yang dimiliki oleh jenis penelitian ini.

Namun, "tempat neuron" juga ditemukan pada subjek dengan epilepsi yang melakukan prosedur invasif untuk menemukan sumber serangan mereka..

Dalam studi tersebut, elektroda ditempatkan di hippocampus individu dan kemudian mereka diminta untuk menggunakan komputer untuk bergerak dalam lingkungan virtual yang mewakili kota..

Hippocampus dan penyakit terkait

Seperti yang telah kita lihat, lesi di hippocampus menghasilkan serangkaian gejala, kebanyakan dari mereka terkait dengan kehilangan memori dan, di atas semua, kapasitas belajar berkurang.

Namun, masalah memori yang disebabkan oleh cedera parah bukan satu-satunya penyakit yang terkait dengan hippocampus..

Faktanya, 4 penyakit utama tampaknya memiliki semacam hubungan dengan fungsi wilayah otak ini. Ini adalah:

Degenerasi otak

Baik penuaan normal dan patologis otak tampaknya terkait erat dengan hippocampus.

Dengan demikian, masalah memori yang berkaitan dengan usia atau penurunan kemampuan kognitif yang dialami selama usia tua terkait dengan penurunan populasi neuron hippocampus..

Hubungan ini menjadi jauh lebih terlihat pada penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, di mana kematian besar dari neuron di wilayah otak ini diamati.

Stres

Hippocampus mengandung reseptor mineralokortikoid tingkat tinggi, membuat wilayah ini sangat rentan terhadap stres.

Stres dapat mempengaruhi hippocampus dengan mengurangi rangsangan, menghambat genesis dan menyebabkan atrofi beberapa neuronnya..

Faktor-faktor ini menjelaskan masalah kognitif atau kegagalan ingatan yang dapat kita alami ketika kita stres, dan mereka menjadi sangat nyata di antara orang yang menderita gangguan stres pasca-trauma.

Epilepsi

Hipokampus sering menjadi fokus kejang epilepsi. Sklerosis hippocampus adalah jenis kerusakan jaringan yang paling sering terlihat pada epilepsi lobus temporal.

Namun, tidak jelas apakah epilepsi terjadi karena kelainan fungsi hippocampus atau jika kejang epilepsi menghasilkan kelainan pada hippocampus..

Skizofrenia

Skizofrenia adalah penyakit perkembangan saraf yang melibatkan banyak kelainan pada struktur otak.

Wilayah yang paling terkait dengan penyakit ini adalah korteks serebral, namun, hippocampus juga bisa menjadi penting, karena telah ditunjukkan bahwa banyak subjek dengan skizofrenia mengalami penurunan yang signifikan dalam ukuran wilayah ini..

Video penjelasan

Referensi

1. Burgess N, Maguire EA, O'Keefe J. The hippocampus manusia dan memori spasial dan episodik. Neuron 2002; 35: 625-41.
2. Chicurel ME, Harris KM Analisis tiga dimensi dari struktur dan komposisi dendritik bercabang CA3 bercabang dan hubungan sinaptik mereka dengan bouton serat berlumut di hippocampus tikus. J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
3. Drew LJ, Fusi S, Hen R. Neurogenesis dewasa di hippocampus mamalia: Mengapa dentate gyrus? Learn Mem 2013; 20: 710-29.
4. Hales JB, dkk. Lesi korteks entorhinal medial hanya mengganggu sebagian sel tempat hipokampus dan memori tempat yang bergantung pada hipokampus. Sel Rep 2014; 9: 893-01.
5. Keefe JO, Nadel L. The hippocampus sebagai peta kognitif. Oxford: Clarendon Press. 1978.
6. Kivisaari SL, Probst A, Taylor KI. Korteks Perirhinal, Entorhinal, dan Parahippocampal dan Hippocampus: Gambaran Umum tentang Anatomi Fungsional dan Protokol untuk Segmentasi mereka dalam Gambar MR di fMRI. Springer Berlin Heidelberg 2013. hlm. 239-67.
7. MP Witter, Amaral DG. Korteks entorhinal monyet: V proyeksi ke dentate gyrus, hippocampus, dan kompleks subikular. J Comp Neurol 1991; 307: 437-59.