Funzioni dell'ippocampo, anatomia e patologie (con immagini)

il ippocampo È una struttura cerebrale che fa parte del sistema limbico e le cui funzioni principali sono la formazione di nuove memorie, memoria e orientamento spaziale.

L'ippocampo cerebrale si trova nel lobo temporale (una delle strutture cerebrali superiori) ma è anche parte del sistema limbico ed è coinvolto nelle funzioni delle strutture inferiori.

Oggigiorno è ben documentato che le principali funzioni che svolge sono legate ai processi cognitivi. In realtà, l'ippocampo è globalmente riconosciuto come la struttura principale della memoria.

Tuttavia, è stato dimostrato come questa regione svolga due attività oltre ai processi di memorizzazione: l'inibizione del comportamento e l'orientamento spaziale.

Storia dell'ippocampo

L'ippocampo, dall'ippocampo latino, fu scoperto nel XVI secolo dall'anatomista Giulio Cesare Aranzio.

Deve il suo nome all'aspetto della sua struttura, che ricorda la forma del cavalluccio marino, ippocampo.

Inizialmente ci furono alcune controversie sull'anatomia di questa regione del cervello e furono dati nomi diversi come "baco da seta" o "corno di montone".

Allo stesso modo, è stata proposta l'esistenza di due diverse regioni dell'ippocampo: "ippocampo maggiore" e "ippocampo minore".

Attualmente, questa suddivisione dell'ippocampo è stata respinta ed è classificata come un'unica struttura.

D'altra parte, nella sua scoperta, l'ippocampo era correlato all'olfatto e sosteneva che questa struttura cerebrale era responsabile dell'elaborazione e della registrazione degli stimoli olfattivi.

Infatti, non fu fino all'anno 1900 quando, nelle mani di Vladimir Béjterev, fu dimostrato il vero funzionamento della struttura e le funzioni di memoria eseguite dall'ippocampo iniziarono ad essere investigate.

Anatomia dell'ippocampo

L'ippocampo costituisce una regione del cervello che si trova alla fine della corteccia.

Nello specifico, si tratta di un'area in cui la corteccia si assottiglia in un singolo strato di neuroni densamente impacchettati.

In questo modo, l'ippocampo è una piccola regione a forma di S che si trova sul bordo inferiore della corteccia cerebrale e che include le parti ventrale e dorsale.

A causa della sua posizione, fa parte del sistema limbico, cioè del gruppo di regioni che si trovano nella regione che confina con la corteccia cerebrale e scambia informazioni con diverse regioni del cervello.

Da un lato, la principale fonte di afferenze dell'ippocampo è la corteccia entorinale ed è fortemente collegata a un gran numero di regioni della corteccia cerebrale.

In particolare, sembra che l'ippocampo sia strettamente correlato alla corteccia prefrontale e all'area del setto laterale.

La connessione dell'ippocampo con queste aree della corteccia spiega gran parte dei processi cognitivi e delle funzioni di memoria che la struttura svolge.

D'altra parte, l'ippocampo è anche collegato alle regioni inferiori del cervello.

In questo senso, è stato dimostrato come questa regione riceva input modulatori dei sistemi serotoninergici, dopaminergici e noradrenalici ed è fortemente connessa al talamo.

Fisiologia dell'ippocampo

L'ippocampo opera attraverso due modalità di attività, ciascuna con un diverso modello di funzionamento e con la partecipazione di un gruppo specifico di neuroni.

Queste due modalità di attività sono le onde theta e i più grandi schemi di attività irregolare (LIA).

Le onde Theta appaiono durante gli stati di allerta e attività, così come durante la fase REM del sonno.

Durante questo periodo, cioè quando siamo svegli o nella fase di sonno REM, l'ippocampo funziona con onde lunghe e irregolari prodotte da neuroni piramidali e cellule granulari.

D'altra parte, il LIA appare durante il sonno (tranne nella fase REM) e nei momenti di immobilità (quando mangiamo e riposiamo).

Allo stesso modo, sembra che le onde angolari lente siano quelle che hanno il più grande rapporto con i processi di memoria.

In questo modo, i momenti di riposo sarebbero la chiave per l'ippocampo per conservare e conservare le informazioni nelle loro strutture cerebrali.

Funzioni dell'ippocampo

Come abbiamo detto, l'ipotesi iniziale secondo cui l'ippocampo eseguiva funzioni legate al senso dell'olfatto è stata superata.

In effetti, è stata dimostrata la falsità di questa possibile funzione dell'ippocampo ed è stato dimostrato che, sebbene questa regione riceva afferenze dirette dal bulbo olfattivo, non partecipa al funzionamento sensoriale.

Nel corso degli anni, l'operazione dell'ippocampo era correlata all'esecuzione delle funzioni cognitive.

Attualmente, la funzionalità di questa regione si concentra su tre aspetti principali: inibizione, memoria e spazio.

Il primo emerse negli anni '60 attraverso la teoria dell'inibizione del comportamento di O'keefe e Nadel.

In questo senso, l'iperattività e la difficoltà di inibizione osservate negli animali con lesioni nell'ippocampo hanno sviluppato questa linea teorica e correlato il funzionamento dell'ippocampo con l'inibizione comportamentale.

Per quanto riguarda la memoria, ha cominciato a riferire sulla scia del famoso articolo di Scoville e Brenda Milner, in cui ha descritto come la distruzione chirurgica dell'ippocampo in un paziente con epilessia ha causato amnesia anterograda e grave amnesia retrograda.

La terza e ultima funzione dell'ippocampo è stata avviata dalle teorie di "mappe cognitive" di O'Keefe di Tolman e scoprire che i neuroni nell'ippocampo di ratti sembravano mostrare un'attività legata alla posizione e situazione spaziale.

Ippocampo e inibizione

La scoperta del ruolo dell'ippocampo nell'inibizione comportamentale è abbastanza recente. In realtà, questa funzione è ancora sotto inchiesta.

In questo senso, studi recenti si sono concentrati sull'esame di una regione specifica dell'ippocampo chiamata ippocampo ventrale.

Nell'indagine su questa piccola regione, è stato ipotizzato che l'ippocampo potrebbe svolgere un ruolo importante sia nell'inibizione comportamentale che nello sviluppo dell'ansia.

Lo studio più importante su queste funzioni è stato condotto alcuni anni fa da Joshua A. Gordon.

L'autore registrato l'attività elettrica ippocampo ventrale e la corteccia prefrontale mediale nei topi di esplorare ambienti diversi, alcuni dei quali hanno provocato risposte di ansia animali.

Lo studio si è concentrato sulla ricerca della sincronizzazione dell'attività cerebrale tra le regioni del cervello, poiché questo fattore costituisce un singo trasferimento di informazioni.

Poiché l'ippocampo e la corteccia prefrontale sono collegati, la sincronizzazione è diventata evidente in tutti gli ambienti in cui è stata esposta ai topi.

Tuttavia, nelle situazioni che causavano ansia agli animali, si osservava che la sincronizzazione tra entrambe le parti cerebrali era aumentata.

Allo stesso modo, è stato anche mostrato come la corteccia prefrontale sottoposti a crescenti attività ritmo theta quando i topi erano in ambienti che li hanno prodotti paura o ansia risposte.

Questo aumento dell'attività theta è stato associato ad una marcata diminuzione del comportamento esplorativo dei topi, quindi si è concluso che l'ippocampo è la regione responsabile per la trasmissione delle informazioni necessarie per inibire certi comportamenti.

Ippocampo e memoria

A differenza del ruolo svolto dall'ippocampo nell'inibizione, oggi c'è un alto consenso scientifico nell'affermare che questa regione costituisce una struttura vitale per il funzionamento e lo sviluppo della memoria.

In primo luogo, si sostiene che l'ippocampo è la struttura cerebrale che consente la formazione di nuovi ricordi di eventi vissuti, sia episodici che autobiografici.

In questo modo, si conclude che l'ippocampo è l'area del cervello che consente l'apprendimento e la conservazione delle informazioni.

Queste ipotesi sono state ampiamente dimostrate da molteplici indagini neuroscientifiche e, soprattutto, dalla sintomatologia che produce lesioni nell'ippocampo.

In questo senso, è stato dimostrato come le lesioni gravi in ​​questa regione causino profonde difficoltà nella formazione di nuove memorie e spesso colpiscano anche le memorie formate prima della lesione.

Tuttavia, il ruolo principale dell'ippocampo nella memoria risiede più nell'apprendimento che nel recupero di informazioni precedentemente memorizzate.

In realtà, sostiene che quando le persone formano una memoria, questa sarà subito memorizzato nell'ippocampo ma nel corso del tempo l'accesso alle informazioni di altre regioni della corteccia temporale.

Allo stesso modo, l'ippocampo non sembra essere una struttura importante nell'apprendimento delle abilità motorie o cognitive (come suonare uno strumento o risolvere enigmi logici).

Questo fatto mostra la presenza di diversi tipi di memoria, che sono governati da diverse regioni del cervello, quindi l'ippocampo non copre tutti i processi mnestici in toto ma una buona parte di essi.

Ippocampo e orientamento spaziale

Certe ricerche fatte nel cervello dei topi hanno dimostrato che l'ippocampo contiene una serie di neuroni che hanno "campi di campi".

Ciò significa che un gruppo di neuroni dell'ippocampo innesca potenziali d'azione (trasmettere informazioni) quando l'animale attraversa un luogo specifico nel suo ambiente.

Allo stesso modo, Edmund Rolls ha descritto come certi neuroni dell'ippocampo vengono attivati ​​quando l'animale concentra il suo sguardo su determinati aspetti del suo ambiente.

In questo modo, studi con roditori hanno dimostrato che l'ippocampo potrebbe essere una regione vitale nello sviluppo della capacità di orientamento e della memoria spaziale.

Negli esseri umani i dati sono molto più limitati a causa delle difficoltà che questo tipo di ricerca pone.

Tuttavia, "i neuroni posizionati" sono stati trovati anche in soggetti con epilessia che hanno eseguito una procedura invasiva per localizzare la fonte dei loro attacchi.

Nello studio, gli elettrodi sono stati collocati nell'ippocampo degli individui e in seguito è stato chiesto loro di utilizzare un computer per viaggiare in un ambiente virtuale che rappresentava una città.

Ippocampo e malattie correlate

Come abbiamo visto, le lesioni nell'ippocampo producono una serie di sintomi, molti dei quali legati alla perdita di memoria e, soprattutto, alla diminuzione della capacità di apprendimento.

Tuttavia, i problemi di memoria causati da gravi lesioni non sono le uniche malattie correlate all'ippocampo.

In effetti, 4 importanti malattie sembrano avere un qualche tipo di connessione con il funzionamento di questa regione del cervello. Questi sono:

Degenerazione cerebrale

L'invecchiamento normale e patologico del cervello sembra essere strettamente correlato all'ippocampo.

Pertanto, i problemi di memoria legati all'età o la diminuzione delle abilità cognitive che si verificano durante la vecchiaia sono correlati a una diminuzione della popolazione neuronale dell'ippocampo.

Questa relazione diventa molto più evidente nelle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer, in cui si osserva una massiccia morte dei neuroni di questa regione del cervello.

stress

L'ippocampo contiene alti livelli di recettori mineralcorticoidi, rendendo questa regione molto vulnerabile allo stress.

Lo stress può influenzare l'ippocampo riducendo l'eccitabilità, inibendo la genesi e causando l'atrofia di alcuni dei suoi neuroni.

Questi fattori spiegano i problemi cognitivi o i fallimenti della memoria che possiamo sperimentare quando siamo stressati, e diventano particolarmente evidenti tra le persone che soffrono di disturbo da stress post-traumatico.

epilessia

L'ippocampo è spesso al centro delle crisi epilettiche. La sclerosi dell'ippocampo è il tipo di danno tissutale più comunemente visibile nell'epilessia del lobo temporale.

Tuttavia, non è chiaro se l'epilessia si verifica a causa di anomalie nel funzionamento dell'ippocampo o se le crisi epilettiche producono anomalie nell'ippocampo.

schizofrenia

La schizofrenia è una malattia del neurosviluppo che comporta la presenza di numerose anomalie nella struttura del cervello.

La regione più associata alla malattia è la corteccia cerebrale, tuttavia, l'ippocampo potrebbe anche essere importante, poiché è stato dimostrato che molti soggetti con schizofrenia hanno una significativa diminuzione delle dimensioni di questa regione.

Video esplicativo

riferimenti

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