Hipokamps: uzbūve, funkcijas un slimības

Hipokamps guļ deniņu daivas iekšējā daļā, tieši sānu kambara apakšējā raga grīdā, un tā garenā ass iet no priekšas uz aizmuguri un nedaudz uz augšu. Priekšējā daļa ir platāka un veido galvu ar raksturīgiem šķērsvirziena kroķiem, tai seko ķermenis, un aizmugurē tas kļūst šaurāks, veidojot asti.

Tieši priekšā un nedaudz virs hipokampa galvas atrodas mandeļveida ķermenis (corpus amygdaloideum). Abas struktūras atrodas tik tuvu, ka attēlos tās viegli sajaukt, taču to uzdevumi atšķiras: mandeļveida ķermenis piešķir notikumam emocionālu nozīmi, hipokamps to iekļauj laikā un vietā.

Uz āru un uz leju no hipokampa atrodas pahipokampa vija (gyrus parahippocampalis), kuras priekšējā daļa ir entorinālā garoza. Tā ir galvenie vārti, pa kuriem informācija ieplūst un izplūst no hipokampa.

Hipokampa audi šķērsgriezumā izskatās kā divas savstarpēji saāķētas C formas sloksnes. Viena no tām ir Amona rags (cornu Ammonis), otra ir zobainā vija (gyrus dentatus). Abas veido šūnu slāņi, kas ir tikai vienu šūnu biezi, bet blīvi, un tieši tas padara tos redzamus arī ar neapbruņotu aci audu griezumā.

Amona ragu pēc šūnu īpašībām sadala vairākos secīgos posmos, kurus apzīmē ar burtiem un cipariem. Šis dalījums nav formalitāte: posmi atšķiras ar izturību pret skābekļa trūkumu un ar to, kuri no tiem cieš konkrētās slimībās.

Zobaino viju no pārējās garozas atšķir arī tas, ka tieši tajā ir aprakstīta jaunu nervu šūnu veidošanās pieaugušā smadzenēs. Cik lielā mērā tas notiek cilvēkam pieaugušā vecumā, joprojām ir zinātniski strīdīgs jautājums, un dažādu pētniecības grupu rezultāti atšķiras.

Signāla plūsma hipokampā ir gandrīz vienvirziena, un tas ir viens no iemesliem, kāpēc to izdevās izpētīt tik detalizēti. Ieeja nāk no entorinālās garozas, kas savukārt saņem informāciju no plašiem garozas apvidiem.

No hipokampa signāls izplūst caur subikulu, savācas hipokampa malā esošajā šķiedru joslā un turpinās velvē (fornix), kas kā loks aizsniedzas līdz papilveida ķermenīšiem (corpora mamillaria). No tiem ceļš turpinās uz talāma priekšējiem kodoliem un tālāk uz jostas viju, no kurienes atgriežas atpakaļ pie entorinālās garozas.

Šo noslēgto loku sauc par Peipesa loku, un tā bojājums jebkurā vietā rada līdzīgas atmiņas grūtības. Tieši tāpēc atmiņas traucējumus var izraisīt ne tikai paša hipokampa bojājums, bet arī papilveida ķermenīšu bojājums, kas raksturīgs smagai B1 vitamīna nepietiekamībai.

1. Informācija no garozas nonāk entorinālajā garozā.
2. No turienes tā ieplūst zobainajā vijā.
3. Zobainā vija to nodod Amona raga sākuma posmam.
4. Signāls turpinās uz nākamo posmu un pēc tam uz subikulu.
5. Pa velvi tas sasniedz papilveida ķermenīšus, talāmu un jostas viju.

Galvenais uzdevums ir jaunu apzinātu atmiņu veidošana. Runa ir par atmiņu, ko var izstāstīt vārdiem: notikumiem, faktiem, vietām. Prasmes, piemēram, riteņbraukšanu vai rakstīšanu ar tastatūru, uzkrāj citas smadzeņu sistēmas, un tās hipokampa bojājuma gadījumā saglabājas.

Otrais uzdevums ir telpiskā orientēšanās. Hipokampā ir šūnas, kas aktivējas tad, kad dzīvnieks atrodas konkrētā vietā, bet entorinālajā garozā ir šūnas, kas veido regulāru telpisku režģi. Šie atklājumi ir mainījuši izpratni par to, kā smadzenes veido vietas karti.

Trešais, mazāk pamanītais uzdevums ir konteksta veidošana. Hipokamps saista notikumu ar apstākļiem, kuros tas noticis. Tieši tāpēc smarža vai vieta var negaidīti atsaukt atmiņā seno notikumu, un tieši tāpēc konteksts ir svarīgs arī baiļu un trauksmes veidošanā.

• Jaunu apzinātu atmiņu veidošana un nostiprināšana.
• Telpiskā orientēšanās un vietas karte.
• Notikuma saistīšana ar laiku un apstākļiem.
• Prasmju atmiņa hipokampam nav pakļauta un bojājuma gadījumā saglabājas.

Hipokamps veidojas agri, taču tā savienojumi nobriest pakāpeniski un pilnībā izveidojas tikai pēc dzimšanas. Ar šo lēno nobriešanu skaidro bērnības amnēziju: pieaugušais gandrīz nekad neatceras pirmos dzīves gadus, lai gan tajā laikā bērns mācījās ļoti daudz.

Bērnībā un pusaudža gados hipokampa apjoms aug, pieaugušā vecumā tas ir samērā stabils, bet gados vecākiem cilvēkiem lēni samazinās. Neliela sarukšana ir normāla novecošanas daļa, un to atšķirt no slimības pēc viena attēla nav iespējams.

Būtiski ir tas, ka hipokampa apjomu ietekmē arī citi apstākļi: ilgstošs miega trūkums, smags un ilgstošs stress, nekontrolēts cukura diabēts un alkohola lietošana. Šie faktori ir daļēji ietekmējami, un tieši tāpēc tie tiek uzskatīti par demences riska mazināšanas mērķiem.

Pirmā un biežākā slimība ir deniņu daivas epilepsija ar hipokampa sklerozi. Tajā konkrēti hipokampa posmi zaudē šūnas un tiek aizstāti ar rētaudiem, un šī struktūra kļūst par lēkmju sākuma vietu. Lēkmes bieži sākas ar dīvainu sajūtu vēderā, smaržu vai jau redzēta iespaidu, un pēc tam seko apziņas traucējums.

Otrā ir Alcheimera slimība. Tās agrīnajā stadijā izmaiņas visizteiktāk skar entorinālo garozu un hipokampu, un tieši tāpēc pirmais simptoms parasti ir grūtības atcerēties nesenus notikumus, nevis sena pagātne.

Atsevišķi jāmin skābekļa trūkuma sekas. Hipokampu apgādā aizmugurējās smadzeņu artērijas zari un priekšējā asinsvadu pinuma artērija, un daļa tā šūnu ir īpaši jutīgas pret skābekļa trūkumu. Pēc sirdsdarbības apstāšanās, saindēšanās ar oglekļa monoksīdu vai ilgstošas asinsspiediena krišanās cilvēks var atgūties fiziski, bet saglabāt noturīgas grūtības iegaumēt jauno.

Trešā grupa ir strauji sākušies stāvokļi: herpes vīrusa izraisīts smadzeņu iekaisums, kas tipiski skar deniņu daivas, autoimūns limbiskais encefalīts, kā arī pārejoša globāla amnēzija, kurā cilvēks dažas stundas nespēj iegaumēt jauno un atkārto vienus un tos pašus jautājumus. Pēdējā parasti pāriet pati, bet pirmreizēja šāda epizode vienmēr prasa steidzamu izmeklēšanu.

Pēkšņs apjukums, pēkšņa nespēja atcerēties notikušo, atkārtoti viena un tā paša jautājuma uzdošanas periodi vai neizskaidrojamas apziņas izslēgšanās epizodes ir iemesls neatliekamai medicīniskai palīdzībai, nevis novērošanai mājās.

• Deniņu daivas epilepsija ar hipokampa sklerozi.
• Alcheimera slimība ar agrīnu hipokampa sarukšanu.
• Skābekļa trūkuma izraisīts bojājums pēc atdzīvināšanas.
• Vīrusu un autoimūns smadzeņu iekaisums.
• Pārejoša globāla amnēzija, kas parasti atkāpjas pati.

Galvenā metode ir magnētiskās rezonanses izmeklējums. Lai hipokampu novērtētu pareizi, griezumus veic perpendikulāri tā garenajai asij, plānus un ar īpašu režīmu, kas parāda audu signāla izmaiņas. Parastā galvas izmeklējumā ar biezām šķēlēm nelielu sklerozi var nepamanīt.

Hipokampa skleroze attēlā izpaužas ar apjoma samazināšanos, iekšējās uzbūves izzušanu un paaugstinātu signālu. Demences diagnostikā papildus izmanto apjoma mērīšanu un salīdzināšanu ar vecuma normām, kā arī citus izmeklējumus, kas parāda smadzeņu vielmaiņu.

Epilepsijas gadījumā attēlam pievieno elektroencefalogrāfiju, bieži ar ilgstošu videonovērošanu, lai noskaidrotu, no kurienes lēkme sākas. Ja apsver ķirurģisku ārstēšanu, pirms tam novērtē arī atmiņas un runas funkciju sadalījumu starp puslodēm.

1. Saruna par simptomiem un to gaitu, tostarp ar tuvinieku.
2. Neiroloģiskā apskate un atmiņas pārbaude ar testiem.
3. Magnētiskās rezonanses izmeklējums ar hipokampam pielāgotiem griezumiem.
4. Elektroencefalogrāfija, ja ir aizdomas par lēkmēm.
5. Papildu izmeklējumi atkarībā no aizdomām, tostarp asins analīzes un muguras smadzeņu šķidruma izmeklēšana.

Pirmā sajaukšana ir ar mandeļveida ķermeni. Tie atrodas blakus, bet mandeļveida ķermeņa bojājums maina emocionālo reakciju un draudu atpazīšanu, nevis spēju iegaumēt.

Otrā ir atmiņas traucējumu izcelsmes sajaukšana. Grūtības atcerēties vārdus un notikumus bieži rada nevis hipokampa slimība, bet depresija, miega apnoja, vairogdziedzera darbības traucējumi, B12 vitamīna trūkums vai zāļu blakusparādība. Šie cēloņi ir ārstējami, un tāpēc tos meklē vispirms.

Trešā ir normālas novecošanas sajaukšana ar slimību. Neliela hipokampa sarukšana un lēnāka vārdu atsaukšana ar gadiem ir izplatīta. Brīdinājuma pazīme ir nevis aizmirsts vārds, bet aizmirsts notikums, atkārtoti viens un tas pats jautājums un pasliktināta spēja tikt galā ar ikdienas lietām.

Hipokamps nav noliktava. Ilgtermiņa atmiņas pakāpeniski pārvietojas uz smadzeņu garozu, un tieši tāpēc cilvēks ar bojātu hipokampu bieži lieliski atceras bērnību, bet nespēj pateikt, ko darīja pirms stundas. Šo procesu sauc par atmiņas nostiprināšanos, un liela tā daļa notiek miegā, kad hipokamps it kā atkārto dienas laikā uzkrātos signālus garozai.

No tā izriet praktisks secinājums: miega trūkums nav tikai noguruma jautājums. Tas tieši traucē tam procesam, kurā dienā iemācītais tiek pārvietots ilgtermiņa glabāšanā.

Otra mazāk zināmā detaļa ir puslodu darba dalījums. Kreisais hipokamps ir vairāk saistīts ar vārdisko atmiņu, labais ar telpisko. Tas nav tikai teorētisks novērojums: tieši tāpēc pirms epilepsijas operācijas deniņu daivā rūpīgi novērtē, kura puslode atbild par runu, lai iejaukšanās neatņemtu cilvēkam to, ko tā mēģina uzlabot.