Гиппокамп: функции, строение, патологии

Гиппокамп – это одна из важнейших областей головного мозга, которая задействована в процессах обучения и запоминания. Так как он является частью лимбического круга, то существует определенная взаимосвязь с эмоциогенными процессами. Функции гиппокампа являются мишенью для ноотропов и анксиолитиков.

Что такое гиппокамп?

Гиппокамп – это ключевое звено лимбической системы головного мозга. Ее структуры участвуют в регулировании работы внутренних органов, эмоций, памяти, пространственной навигации и других когнитивных функций.

Данная область мозга является одной из наиболее изученных, однако среди ученых нет единого мнения о функциях гиппокампа. Одни исследователи считают, что он является полифункциональной структурой, а другие отвергают такой подход. В среде ученых гиппокамп неоднократно называли краеугольным камнем нейрофизиологии, что говорит о противоречивости мнений об этой структуре. Возможно, причиной этого также служит то, что лимбическая система является одной из наиболее старых в эволюционном отношении, с чем и связана ее многофункциональность.

Согласно концепции П. В. Симонова, в психофизиологии выделяют 4 типа мозговых структур. Индивидуальные особенности функционального взаимодействия лобной коры, гиппокампа, гипоталамуса и миндалевидного тела мозга предопределяют формирование одного из 4 видов темперамента – холерик, меланхолик, сангвиник, флегматик. Так, доминирование лобной коры над гиппокампом приводит к экстравертности (обращенности личности вовне), а преобладание гиппокампа – к интравертности и ориентированию в прошлое. Эти две области мозга проявляют диаметрально противоположные свойства.

Функции

Основными функциями гиппокампа в головном мозге являются следующие:

• Работа в качестве обонятельного центра.
• Регулирование мотивации и эмоций.
• Передача информации из кратковременной в долговременную память.
• Выработка временных условных рефлексов.
• Формирование «пространственной» памяти (ориентации).
• Поведенческое торможение.

Память

Многие ученые сходятся во мнении, что гиппокамп играет важную роль в формировании новых воспоминаний. Эта область мозга участвует также в эксплицитной памяти, связанной с осознанными воспоминаниями, например, событиями из далекого прошлого. Однако, как показывают исследования, при повреждении гиппокампа функции получения новых навыков (игра на музыкальном инструменте и другие) не утрачиваются полностью.

Существует мнение, что данный участок мозга способствует удержанию информации у человека в бодрствующем состоянии, а во время сна переводит ее в кору больших полушарий. Гиппокамп задействуется также каждый раз в те моменты, когда необходимо запомнить и воспроизвести пространственные ориентиры, то есть способствует формированию когнитивных карт или образа знакомого предметного окружения.

Другим его назначением служит фильтрация необходимой информации и забывание ненужной. Ежесуточно у взрослого человека образуется около полутора тысяч нейронов, составляющих структуру гиппокампа. Это соответствует почти 2% от его объема. С возрастом данный процесс значительно снижается, что является одной из причин ухудшения когнитивных способностей у пожилых людей.

Поведенческое торможение

Эксперименты на животных, в ходе которых проводилось повреждение гиппокампа, показали, что происходит не только подавление реакций, которые были изучены ранее, но и возникают изменения в поведенческом торможении. Они проявляется в трех взаимосвязанных процессах:

• торможение преобладающей реакции на какое-либо событие;
• отсрочка решения;
• защита от события.

Скоординированное и правильное течение этих механизмов ограждает от перегрузки внешними отвлекающими факторами и импульсивных проявлений. У животных с нарушением этой функции возникает гиперактивность.

Влияние на эмоции

Взаимосвязь гиппокампа и эмоций человека еще недостаточно изучена. Так как он расположен рядом с миндалевидным телом головного мозга, то это позволяет предположить о его влиянии на данный вид психических состояний. Согласно опытам, проведенных на животных, функция гиппокампа в этом случае выражается в оценке новизны внешних стимулов.

Так, при удалении височных долей мозга вместе с миндалевидным телом и гиппокампом у обезьян приводит к тому, что они теряют чувство страха и агрессивности. Такие животные не способны отличать важные внешние сигналы от второстепенных, в результате чего снижается их оборонительная реакция.

Строение

Внутренняя структура данной области головного мозга имеет слоистый характер. Это позволяет сделать вывод о дифференцированности функций гиппокампа. Физиология других образований, связанных с анализом большого количества разнородной информации (новая кора, четверохолмие среднего мозга, латеральные коленчатые тела), подтверждают этот факт. Для тканей гиппокампа характерна четкая упорядоченность. Данная особенность позволяет проводить дифференцированные операции с поступающей извне информацией.

По внешнему строению гиппокамп представляет собой парную структуру, расположенную под корой головного мозга в средней зоне височной области обоих полушарий. Его можно обнаружить только при вскрытии и удалении серого вещества коры. Свое название он получил из-за характерной формы в виде изогнутой вытянутой трубки, похожей на тело морского конька (от древнегреческого слова hippocampus – «морской конек»).

Внутреннее строение гиппокампа в мозге имеет большое сходство у всех млекопитающих. В нем выделяют 3 характерные зоны:

• СА₁ – нервные клетки невелики, а их аксоны тонкие и делятся на две ветви по углом в 90°. Также они расположены с высокой плотностью и составляют 2 слоя – поверхностный и глубокий. Здесь наблюдается гибель клеток при старческой деменции и болезни Альцгеймера.
• СА₂ – пучки нервных волокон (или пирамиды) крупнее и не образуют слои.
• СА₃ – наиболее крупные пирамиды, в срединной части имеются шипиковые выросты.

Связь с заболеваниями

Нарушение функций гиппокампа наблюдается при следующих заболеваниях и синдромах:

• Болезнь Альцгеймера, в ранних стадиях проявляющаяся в расстройстве кратковременной памяти, а позднее и долгосрочной. При этом происходит уменьшение размеров гиппокампа. Патология чаще всего возникает в пожилом возрасте (старше 65 лет). Постепенно у пациента происходит нарушение речи, когнитивных способностей, ориентации в знакомой обстановке. Он становится неспособным ухаживать за собой.
• Гипоксия (кислородное голодание).
• Воспаление головного мозга (энцефалит).
• Височная эпилепсия. Это заболевание более чем в 30% случаев связано с перинатальным поражением мозга при гипоксии плода, инфекционными патологиями (корь, краснуха, сифилис и другие), а также может возникнуть после родовых травм.

При поражении гиппокампа наблюдается синдром Корсакова, при котором человек не может запомнить текущие события, но события из далекого прошлого в его памяти сохраняются. Больные дезориентируются во времени и пространстве, не знают, где находятся, и не могут назвать текущую дату.

Влияние лекарств

Лекарственная интенсификация функций гиппокампа осуществляется с помощью таких групп препаратов:

• ноотропы (применяются для устранения нарушений памяти);
• анксиолитики (снижение тревожности);
• антиконвульсанты (для лечения эпилептических припадков);
• нейропротекторы (защита нервных клеток от гибели при кислородном голодании и переизбытке ионов кальция).

Особое место в стимулировании гиппокампа занимают те лекарства, которые способны менять уровень ацетилхолина – нейромедиатора, отвечающего за некоторые физиологические реакции (сокращение мышц, сердечный ритм и артериальное давление), а также за внимание и обучение. Эти препараты могут оказывать как прямое воздействие на концентрацию данного вещества (холинолитики, холиномиметики), так и опосредованное – на ферменты, участвующие в подавлении его активации (холинэргические средства). Известно, что при обучении уровень ацетилхолина в мозге сначала постепенно возрастает, а затем снижается. Введение веществ с ацетилхолином позволяет улучшить познавательный процесс.