عملکرد هیپوکمپ مغز

هیپوکمپ مغز

هیپوکمپ، ناحیه‌ای از مغز که در درجه اول با حافظه مرتبط است. نام هیپوکمپ از واژه یونانی هیپوکامپوس hippos”” به معنی «اسب» و “kampo”s به معنای «هیولای دریایی» گرفته شده است، زیرا شکل ساختار آن شبیه اسب دریایی است. هیپوکمپ، که در ناحیه داخلی  لوب گیجگاهی قرار دارد، بخشی از سیستم لیمبیک را تشکیل می‌دهد که به ویژه در تنظیم پاسخ‌های احساسی مهم است. تصور می‌شود که هیپوکمپ اساساً در ذخیره‌سازی خاطرات طولانی‌مدت و مقاوم‌سازی آن خاطرات در برابر فراموشی نقش دارد، اگرچه این موضوع هنوز مورد بحث است.

آناتومی هیپوکمپ مغز

آناتومی هیپوکمپ  مغز در عملکرد آن بسیار مهم است. هیپوکمپ ورودی را از طریق ساختاری به نام قشر انتورینال که در زیر ناحیه قدامی (پیشانی) هیپوکامپ قرار دارد، از بقیه مغز دریافت می‌کند و خروجی آن را به بقیه مغز می فرستد. خود سازی هیپوکمپ از چندین زیر ناحیه تشکیل شده است که شامل کورنو آمونیس (CA1-4)، شکنج دندانه دار و سابیکولوم است.

مدارهای عصبی اصلی

مناطق فرعی هیپوکمپ  مغز توسط دو مدار عصبی اصلی به هم متصل می‌شوند:

• مدار سه سیناپسی
• مدار تک سیناپسی

مدار سه سیناپسی اطلاعات را از قشر انتورینال به شکنج دندانه‌دار از طریق مسیر پرفورانت که از طریق سابیکولوم سوراخ می‌شود، ارسال می‌کند. سپس اطلاعات از طریق مسیر فیبر خزه‌ای (که به دلیل انشعاب گسترده آکسون‌های آن نامیده می‌شود) از شکنج دندانه‌دار به CA3 جریان می‌یابد. در نهایت، اطلاعات از CA3 به CA1 در امتداد دسته‌هایی از آکسون‌ها به نام  “Schaffer collaterals” جریان می‌یابد. مدار با برآمدگی‌های خروجی به سابیکولوم و قشر آنتورینال تکمیل می‌شود. ورودی مونوسیناپسی شکنج دندانه‌دار و CA3 را دور می‌زند و در عوض اطلاعات را مستقیماً از قشر آنتورینال به CA1 منتقل می‌کند.

تمایزات مورفولوژیکی

میدان‌های CA شامل سه لایه است (بر خلاف بقیه قشر شش لایه مغز) و از سلول‌های هرمی (نورون‌هایی با دندریت که برای دادن ظاهر مثلثی به بدن سلولی پخش می‌شوند) به عنوان سلول‌های تحریک کننده اصلی استفاده می‌کنند. ناحیه CA3 هیپوکامپ  مغز حاوی یک شبکه جانبی عودکننده تحریکی بزرگ است (جایی که آکسون‌ها به فیبرهای ورودی یا دندریت‌ها برمی‌گردند)، که بزرگترین منبع ورودی CA3 را تشکیل می‌دهد.

شکنج دندانه‌دار از نظر مورفولوژیکی از میدان‌های CA متمایز است و حاوی سلول‌های گرانول متراکم (نورون‌هایی با بدنه سلولی نسبتا کوچک) است. شکنج دندانه‌دار همچنین یکی از تنها دو ناحیه‌ای در مغز است که سلول‌های بنیادی عصبی را در خود جای می‌دهد که قادر به تمایز به نورون‌های جدید در طول بزرگسالی هستند.

منابع ورودی

هیپوکمپ مغز ورودی را از سیستم‌های انتقال دهنده عصبی تعدیلی، از جمله سروتونین، نوراپی نفرین و سیستم‌های دوپامین دریافت می‌کند. همچنین ورودی کولینرژیک (به انتقال‌دهنده عصبی استیل کولین پاسخ می‌دهد) از سپتوم داخلی دریافت می‌کند که وضعیت فیزیولوژیکی هیپوکمپ را تنظیم می‌کند. سپتوم میانی در تنظیم یکی از ریتم‌های نوسانی مهم در هیپوکمپ، ریتم تتا نقش دارد. از بین بردن آن ناحیه یا ریتم تتا مرتبط با عملکرد هیپوکمپ تداخل می‌کند.

وظایف هیپوکمپ مغز

دو نظریه تاثیرگذار برای عملکرد هیپوکمپ مربوط به فضا و حافظه است. این فرضیه در سال 1971 از سلول‌هایی در هیپوکامپ پشتیبانی شد که وقتی موش از مکان‌های خاصی در فضا یا «میدان‌های مکان» عبور می‌کرد، انفجارهایی از پتانسیل‌های عمل ایجاد می‌کرد. این نشان می‌دهد که هیپوکمپ نوعی دستگاه است که توسط مغز برای نقشه‌برداری از طرح‌بندی محیط استفاده می‌شود.

داده‌هایی که از این ایده حمایت می‌کنند  نشان می‌دهند که ارتباط قوی بین هیپوکمپ  مغز و ناوبری فضایی وجود دارد. فرضیه حافظه در سال 1957 ایجاد شد و توسط مطالعات و مشاهداتی که در آن برداشتن هیپوکمپ منجر به از دست دادن توانایی ایجاد خاطرات جدید، به ویژه خاطرات مربوط به واقعیت و رویداد (اعلامی) شد، پشتیبانی شد.

اگرچه توافق جهانی تقریباً بین دانشمندان وجود دارد که هیپوکمپ برای حافظه مهم است، فرآیندهای دقیقی که توسط آن هیپوکمپ از حافظه پشتیبانی می‌کند، موضوع بحث‌های زیادی است. برخی از مطالعات نشان می‌دهند که هیپوکمپ موارد و زمینه‌ها را به تجربیات یکپارچه متصل کرده و آنها را ذخیره می‌کند. مطالعات دیگر نشان می‌دهند که هیپوکمپ ترجیحاً در یادآوری آگاهانه یا تجربه سفر ذهنی در زمان در طول یادآوری نقش دارد.

مطالعات دیگر نشان می‌دهند که هیپوکمپ قادر است با کاهش تداخل بین خاطرات مشابه، از یادگیری سریع پشتیبانی کند (به عنوان مثال، جایی که شخصی ماشین خود را امروز در مقایسه با دیروز پارک کرده است). برخی از نظریه‌های عملکرد هیپوکمپ مغز، هیپوکمپ را به‌عنوان شاخصی (مثل نمایه‌ای در انتهای کتاب) در نظر می‌گیرند که عناصر یک تجربه را به هم متصل می‌کند اما خود تجربه را ذخیره نمی‌کند. فرض بر این است که دومی به شکلی توزیع شده در سراسر مغز ذخیره می‌شود، در حالی که هیپوکمپ دارای شاخصی از آن کد توزیع شده است.

در مورد اینکه آیا خاطرات بلندمدت در نهایت از هیپوکمپ مستقل می‌شوند، اختلاف نظر وجود دارد و قشر مغز به اندازه کافی قادر به یادآوری است. که به عنوان مدل استاندارد تلفیق سیستم ها شناخته می‌شود. نظریه رقیب اصلی، نظریه ردیابی چندگانه، نشان می‌دهد که هیپوکمپ  مغز همچنان برای یادآوری طولانی مدت خاطرات اپیزودیک (غنی از زمینه) مورد نیاز است، اما نه برای خاطرات معنایی یا کلی. در نهایت، ساختار، عملکرد و اتصال هیپوکمپ در امتداد محور طولی آن یکنواخت نیست. هیپوکمپ مغز  قدامی ترجیحاً به آمیگدال و قشر اوربیتوفرونتال متصل است و تصور می‌شود که اساساً در تنظیم احساسات و استرس نقش دارد. هیپوکامپ خلفی ترجیحاً به قشر جداری خلفی و خلفی متصل است و تصور می‌شود که عمدتاً در پردازش شناختی و فضایی نقش دارد.

اختلال عملکرد هیپوکمپ مغز

یکی از اولین مطالعات در مورد اختلال عملکرد هیپوکمپ، بیماری H.M”” بود. «هنری مولایسون»، که در سال 1953 تحت عمل جراحی بخش‌هایی از لوب‌های گیجگاهی میانی، از جمله برداشتن هیپوکامپ و نواحی اطراف آن، در تلاش برای درمان تشنج‌های صرع قرار گرفت، پس از عمل جراحی، عملکردهای شناختی او عمدتاً دست نخورده بود. با این حال، او توانایی ایجاد خاطرات جدید برای حقایق و رویدادها را از دست داد، وضعیتی که به عنوان فراموشی انتروگراد شناخته می شود. چنین فراموشی در اختلالاتی که شامل اختلال عملکرد هیپوکمپ است، معمول است.

به عنوان مثال، در بیماری آلزایمر، هیپوکمپ دچار از دست دادن سلول‌های عظیم می‌شود که با کمبود حافظه همراه است که در مراحل اولیه بیماری ظاهر می‌شود. استرس و افسردگی با از دست دادن توانایی تولید سلول‌های جدید در شکنج دندانه‌دار، و همچنین از دست دادن خارهای دندریتیک و کاهش انشعاب دندریتی در سراسر هیپوکمپ مرتبط است.

اختلال عملکرد هیپوکمپ نیز در اسکیزوفرنی و اختلالات مرتبط با آن دخیل است، که نشان می‌دهد آن ناحیه از مغز به ویژه در برابر بیماری‌های عصبی-روانی آسیب‌پذیر است. افرادی که از یک دوره هیپوکسیک (محرومیت موقت اکسیژن در مغز) جان سالم به در می‌برند، اغلب دچار آسیب هیپوکمپ و فراموشی آنتروگراد می‌شوند. در نهایت، هیپوکمپ اغلب کانون تشنج‌های صرع است که می‌تواند منجر به اسکلروز هیپوکمپ (از بین رفتن پاتولوژیک سلول های هیپوکمپ) شود.

وظایف هیپوکمپ مغز

تحقیقات همچنین نشان داده است که مناطق مختلف هیپوکمپ نقش مهمی در انواع خاصی از حافظه دارند:

• حافظه فضایی

قسمت عقبی هیپوکمپ در پردازش خاطرات فضایی نقش دارد. مطالعات روی رانندگان تاکسی لندن نشان داد که پیمایش در پیچ و خم‌های پیچیده خیابان‌های شهرهای بزرگ با رشد ناحیه عقبی هیپوکامپ مرتبط است.

• تثبیت حافظه

هیپوکمپ همچنین در تثبیت خاطرات در هنگام خواب نقش دارد. مطالعات منتشر شده در سال 2004 نشان می‌دهد که فعالیت بیشتر هیپوکمپ در طول خواب به دنبال نوعی آموزش یا تجربه یادگیری منجر به حافظه بهتر مطالب در روز بعد می‌شود.

• انتقال حافظه

خاطرات برای مدت طولانی در هیپوکمپ ذخیره نمی‌شوند. در عوض، اعتقاد بر این است که هیپوکمپ به عنوان چیزی شبیه به یک مرکز حمل و نقل عمل می کند، اطلاعات را دریافت می کند، ثبت می‌کند و به طور موقت آنها را قبل از حمل و نقل ذخیره می‌کند تا در حافظه بلند مدت ذخیره شود. اعتقاد بر این است که خواب نقش مهمی در این فرآیند ایفا می‌کند.

عوامل خطر

چند عامل مختلف وجود دارد که می‌تواند بر عملکرد هیپوکمپ  مغز تأثیر بگذارد:

• سن: سن می‌تواند تاثیر زیادی بر عملکرد هیپوکمپ داشته باشد. اسکن‌های MRI از مغز انسان نشان داده است که هیپوکمپ انسان در سنین 30 تا 80 سالگی حدود 13%کوچک می‌شود. انحطاط سلولی در هیپوکمپ نیز با شروع بیماری آلزایمر مرتبط است.
• استرس: استرس می‌تواند بر هیپوکمپ اثر بگذارد و توانایی‌های حافظه را مختل کند.
• انزوای اجتماعی: تنهایی و انزوای اجتماعی می‌تواند اثرات منفی مختلفی بر سلامتی داشته باشد و تحقیقات نشان می‌دهد که می‌توانند بر عملکرد هیپوکمپ نیز تأثیر بگذارند.
• کمبود ورزش: کمبود ورزش ممکن است اثرات مضری بر مغز داشته باشد، اما تحقیقات نشان داده است که ورزش ممکن است به بهبود سلامت هیپوکمپ و مبارزه با زوال شناختی مرتبط با افزایش سن کمک کند.
• افسردگی: تحقیقات نشان داده است که افراد مبتلا به افسردگی عود کننده و بد درمان شده، اندازه هیپوکمپ را کاهش می‌دهند.

چگونه هیپوکمپ خود را سالم نگه دارید

برای محافظت از هیپوکمپ خود چه کاری می توانید انجام دهید؟

برخی از نکاتی که ممکن است به محافظت از سلامت هیپوکمپ  مغز شما کمک کند عبارتند از:

به طور منظم ورزش کنید: تحقیقات نشان می‌دهد که ورزش ممکن است به محافظت از هیپوکمپ در برابر اثرات مضر پیری کمک کند.

استرس خود را مدیریت کنید: استرس طولانی مدت همچنین می‌تواند تأثیر منفی بر هیپوکمپ داشته باشد، بنابراین یافتن راه‌هایی برای مدیریت استرس می‌تواند به محافظت از این قسمت از مغز شما کمک کند.

شرایط سلامت روان را درمان کنید: شرایطی مانند PTSD و افسردگی با تغییراتی در هیپوکمپ مرتبط است. به عنوان مثال، برخی تحقیقات نشان می‌دهد که استرس مرتبط با PTSD ممکن است منجر به آسیب به هیپوکمپ شود. افراد مبتلا به PTSD نسبت به افراد بدون PTSD هیپوکمپ کوچکتری دارند.

از مغز خود محافظت کنید: ضربه به سر می‌تواند به هیپوکامپ آسیب برساند، بنابراین استفاده از تجهیزات حفاظتی، از جمله کلاه ایمنی و کمربند ایمنی، در شرایطی که تصادف ممکن است منجر به آسیب مغزی شود، مهم است.

شما بگویید

تا به حال به تقویت هیپوکمپ مغزتان فکر کرده بودید؟

کدام یک از موارد در این مقاله را رعایت می‌کنید؟

نویسنده:عاطفه صادقی