هیپوکامپ

هیپوکامپ یک ساختار کوچک به شکل اسب دریایی است که در اعماق لوب تمپورال داخلی مغز قرار دارد. این یک جزء حیاتی از سیستم لیمبیک است که در شکل گیری حافظه، ناوبری فضایی و تنظیم هیجانی نقش دارد. در این مقاله، آناتومی، عملکرد و اهمیت هیپوکامپ در مغز انسان را با مثال‌های مرتبط بررسی می‌کنیم.

آناتومی هیپوکامپ:

هیپوکامپ از دو ساختار مجزا تشکیل شده است: هیپوکامپ خاص و شکنج دندانه دار. هیپوکامپ خاص از چندین زیر ناحیه تشکیل شده است، از جمله میدان های کورنو آمونیس (CA) (CA1، CA2، CA3) و سابیکولوم. شکنج دندانه دار در مجاورت هیپوکامپ درست قرار دارد و با شکل خمیده و سلول های گرانول متراکم آن مشخص می شود.

هیپوکامپ ورودی ها را از نواحی مختلف مغز، از جمله قشر آنتورینال دریافت می کند، که به عنوان دروازه ای برای ورود اطلاعات حسی به هیپوکامپ عمل می کند. همچنین خروجی ها را به نواحی دیگر مغز مانند بدن پستانداران و قشر جلوی مغز ارسال می کند.

وظایف هیپوکامپ:

هیپوکامپ در درجه اول با دو عملکرد کلیدی مرتبط است: تشکیل حافظه و ناوبری فضایی (درک موقعیت مکانی، تشخیص جهت و مسیرها، و توانایی حرکت و راه‌یابی). علاوه بر این، در تنظیم هیجانی نقش دارد و در اختلالات عصبی و روانی مختلف نقش دارد.

تشکیل حافظه:

یکی از شناخته شده ترین عملکردهای هیپوکامپ، دخالت آن در شکل گیری حافظه است. به طور خاص، برای تثبیت خاطرات اظهاری یا صریح، که خاطراتی هستند که می توان آگاهانه یادآوری و به صورت شفاهی توصیف کرد، بسیار مهم است.

هیپوکامپ نقش مهمی در رمزگذاری اولیه و تثبیت خاطرات جدید دارد. اطلاعات را از سیستم های حسی و نئوکورتکس دریافت می کند و این اطلاعات را پردازش می کند تا خاطرات جدید را تشکیل دهد. به عنوان مثال، هنگامی که یک واقعیت جدید را یاد می گیرید یا یک رویداد را به خاطر می آورید، هیپوکامپ به تثبیت آن اطلاعات در حافظه بلند مدت کمک می کند.

یکی از نمونه‌های نقش هیپوکامپ در شکل‌گیری حافظه در مطالعات انجام شده بر روی بیماران مبتلا به آسیب به این ناحیه نشان داده شده است. افرادی که به هیپوکامپ آسیب می رسانند، مانند کسانی که به اسکلروز هیپوکامپ مبتلا هستند یا کسانی که تحت عمل جراحی برداشتن هیپوکامپ قرار گرفته اند، اغلب فراموشی شدید قدامی را تجربه می کنند. این نوع فراموشی به ناتوانی در ایجاد خاطرات جدید پس از شروع آسیب مغزی اشاره دارد. این افراد ممکن است خاطرات دست نخورده ای از قبل از وقوع آسیب داشته باشند اما برای یادگیری و به خاطر سپردن اطلاعات جدید تلاش می کنند.

ناوبری فضایی:

هیپوکامپ نیز از نزدیک در جهت یابی فضایی درگیر است و نقش حیاتی در شکل گیری و بازیابی خاطرات فضایی ایفا می کند. این به ما کمک می کند در محیط خود حرکت کنیم و نقشه های ذهنی اطراف خود را ایجاد کنیم.

یکی از مطالعات برجسته که نقش هیپوکامپ در ناوبری فضایی را برجسته می کند توسط جان اوکیف و جاناتان داستروفسکی در دهه ۱۹۷۰ انجام شد. آنها “سلول های محل” را در هیپوکامپ موش ها کشف کردند که نورون هایی هستند که در مکان های خاصی در یک محیط فعال می شوند. این سلول‌های مکان به طور انتخابی زمانی که حیوان در یک مکان خاص قرار دارد شلیک می‌کنند و تصویری شبیه نقشه از محیط را تشکیل می‌دهند. این یافته منجر به تدوین نظریه «نقشه شناختی» شد که نشان می دهد هیپوکامپ بازنمایی های درونی یا نقشه های ذهنی دنیای بیرون را ایجاد می کند.

به عنوان یک مثال، فرض کنید که شما در حال رانندگی در یک شهر هستید و می‌خواهید به یک مقصد خاص برسید. هیپوکامپ در اینجا نقشه‌های ذهنی از محیط اطرافتان را ایجاد می‌کند. وقتی شما به اطلاعات مکانی محیط توجه می‌کنید، مثلاً نشانه‌های راهنما، ساختمان‌ها و خیابان‌ها، این اطلاعات توسط سیستم حسی مغز شما دریافت می‌شود. سپس این اطلاعات به هیپوکامپ فرستاده می‌شود. هیپوکامپ این اطلاعات مکانی را پردازش کرده و نقشه‌های مکانی از محیط اطرافتان را ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر، هیپوکامپ به شما کمک می‌کند تا موقعیت خود را در شهر درک کنید و به سرعت و با دقت به مقصد خود برسید.

در طول رانندگی، شما ممکن است به طور همزمان از اطلاعات بینایی (مثلاً نشانه‌ها و تابلوها) و اطلاعات شنوایی (مثلاً دستورات صوتی از ناوبر (GPS) استفاده کنید. هیپوکامپ این اطلاعات را ترکیب می‌کند و نقشه‌های ذهنی دقیق‌تری از محیط اطرافتان ایجاد می‌کند.

به طور کلی، هیپوکامپ به شما کمک می‌کند تا نقشه‌های ذهنی از دنیای بیرون ایجاد کنید و با استفاده از آنها به سرعت و با دقت در محیط فضایی حرکت کنید.

تحقیقات بیشتر اهمیت هیپوکامپ را در ناوبری فضایی هم در حیوانات و هم در انسان تایید کرده است. به عنوان مثال، مطالعات با استفاده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) نشان داده است که هیپوکامپ زمانی فعال می شود که افراد در محیط های مجازی یا واقعی حرکت می کنند. علاوه بر این، مطالعات مربوط به بیماران مبتلا به آسیب هیپوکامپ، اختلالاتی را در حافظه فضایی و وظایف ناوبری نشان داده است.

تنظیم عاطفی:

علاوه بر حافظه و ناوبری فضایی، هیپوکامپ در تنظیم هیجانی نیز نقش دارد. ارتباط گسترده ای با سایر ساختارهای سیستم لیمبیک، مانند آمیگدال و هیپوتالاموس، که برای پردازش هیجانی بسیار مهم هستند، دارد.

آمیگدال، به ویژه، مسئول پردازش و تنظیم احساسات، از جمله ترس و اضطراب است. هیپوکامپ و آمیگدال دارای اتصالات متقابلی هستند که امکان ارتباط دو طرفه بین این ساختارها را فراهم می کند.

به عنوان مثال، مطالعات نشان داده اند که هیپوکامپ در انقراض پاسخ های ترس نقش دارد. خاموشی به فرآیند کاهش یا حذف یک پاسخ شرطی، مانند ترس، از طریق قرار گرفتن مکرر در معرض محرک شرطی بدون نتیجه بد، اشاره دارد. هیپوکامپ در شکل گیری و بازیابی خاطرات انقراض نقش دارد و امکان مهار پاسخ های ترس را فراهم می کند.

اختلالات عملکردی:

با توجه به نقش حیاتی آن در حافظه، جهت یابی فضایی و تنظیم هیجانی، اختلال عملکرد در هیپوکامپ می تواند پیامدهای قابل توجهی برای فرآیندهای شناختی و عاطفی داشته باشد. اختلالات و شرایط مختلف می توانند بر هیپوکامپ تأثیر بگذارند و منجر به اختلالات حافظه، بی نظمی فضایی و اختلالات عاطفی شوند.

بیماری آلزایمر:

بیماری آلزایمر یک اختلال عصبی است که با کاهش تدریجی حافظه و زوال شناختی مشخص می شود. یکی از اولین و درگیرترین مناطق مغز در بیماری آلزایمر، هیپوکامپ است. تخریب نورون های هیپوکامپ منجر به اختلالات حافظه و مشکلات در شکل گیری خاطرات جدید می شود.

به عنوان مثال، افراد مبتلا به بیماری آلزایمر اغلب در به یاد آوردن رویدادهای اخیر یا در یادگیری اطلاعات جدید مشکل دارند. با پیشرفت بیماری، سایر نواحی مغز از جمله نئوکورتکس نیز تحت تأثیر قرار می گیرند که منجر به اختلالات شناختی گسترده تر می شود.

صرع لوب گیجگاهی:

صرع لوب تمپورال نوعی صرع است که با تشنج هایی که از لوب های تمپورال از جمله هیپوکامپ منشأ می گیرند مشخص می شود. تشنج هایی که از هیپوکامپ منشا می گیرند می توانند عملکرد طبیعی هیپوکامپ را مختل کنند و منجر به اختلالات حافظه شوند.

افراد مبتلا به صرع لوب گیجگاهی اغلب دچار کمبود حافظه می شوند، به ویژه در شکل گیری خاطرات جدید. این به عنوان اختلال “حافظه اپیزودیک” شناخته می شود که به حافظه برای رویدادها یا تجربیات خاص اشاره دارد. این کمبودهای حافظه می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد روزانه و کیفیت زندگی تأثیر بگذارد.

اختلال استرس پس از سانحه (PTSD):

اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) یک اختلال روانپزشکی است که می تواند پس از تجربه یا مشاهده یک رویداد آسیب زا ایجاد شود. افراد مبتلا به PTSD اغلب پاسخ های ترس و خاطرات مزاحم از رویداد آسیب زا دارند.

هیپوکامپ در پاتوفیزیولوژی PTSD نقش دارد. مطالعات نشان داده اند که افراد مبتلا به PTSD اغلب حجم هیپوکامپ را در مقایسه با افراد سالم کاهش می دهند. این کاهش حجم هیپوکامپ با اختلالات حافظه و مشکلات در تنظیم پاسخ های ترس همراه است.