Kāda ir saikne starp hipokampu un atmiņu?

Hipokamps guļ deniņu daivas (lobus temporalis) mediālajā daļā, veidojot sānu kambara apakšējā raga grīdu un mediālo sienu. Tā priekšējais gals ir platāks un veido tā saukto hipokampa galvu ar raksturīgām krokām, aizmugurē tas kļūst šaurāks un pāriet arkas kājiņā.

Šķērsgriezumā hipokamps sastāv no divām savstarpēji ieliektām garozas loksnēm. Viena ir Amona rags (cornu Ammonis), kuru iedala laukos no CA1 līdz CA4, otra ir zobainais tinums (gyrus dentatus). Starp Amona ragu un blakus esošo garozu atrodas pārejas zona, subikulums (subiculum), kas ir galvenais izejas ceļš.

Blakus hipokampam priekšpusē atrodas mandeļveida kodols (corpus amygdaloideum), kas atbild par emocionālo nozīmi, un apakšā parahipokampālais tinums ar entorinālo garozu. Šī tuvā kaimiņattiecība izskaidro, kāpēc emocionāli piesātināti notikumi tiek atcerēti spilgtāk nekā ikdienišķi.

Hipokampa iekšienē signāls iet pa raksturīgu vienvirziena ceļu, kuru sauc par trīs sinapšu ķēdi. Tieši šīs ķēdes vienkāršība padarīja hipokampu par iecienītāko modeli, kurā pētīt, kā vispār tiek saglabāta informācija.

Atkārtoti un sinhroni signāli šajās sinapsēs izraisa ilgstošu to efektivitātes pieaugumu. To sauc par ilgstošo potencēšanu, un tā ir labākais zināmais šūnu līmeņa modelis tam, kā pieredze atstāj fizisku pēdu. Pretējs process, ilgstošā depresija, sinapses novājina, un abi kopā ļauj tīklam ne tikai iegaumēt, bet arī pārrakstīt.

1. Informācija no visas garozas saplūst entorinālajā garozā.
2. Pa caururbjošo ceļu tā nonāk zobainajā tinumā, kur signāls tiek izklaidēts pa daudziem neironiem.
3. Sūnu šķiedras no zobainā tinuma ved uz CA3 lauku, kur neironi ir savstarpēji cieši saistīti un spēj atjaunot veselu ainu no daļējas norādes.
4. Šefera kolaterāles no CA3 aiziet uz CA1, kur signāls tiek salīdzināts ar to, ko garoza jau sagaida.
5. No CA1 un subikuluma informācija atgriežas entorinālajā garozā un tālāk garozā, kur pakāpeniski notiek nostiprināšanās.

Atmiņa nav viena sistēma. Dažādi atmiņas veidi izmanto dažādas smadzeņu struktūras, un tieši tāpēc vienas struktūras bojājums var iznīcināt vienu atmiņas veidu, pilnībā saudzējot citu.

Jauna atmiņa sākumā ir trausla. Tās saglabāšana ir atkarīga no hipokampa, un tieši šajā periodā tā visvieglāk zūd. Pakāpeniski, dienu un gadu laikā, atmiņas saturs kļūst arvien vairāk atkarīgs no garozas un arvien mazāk no hipokampa. Šo procesu sauc par sistēmu konsolidāciju.

Liela daļa šī darba notiek miegā. Dziļajā lēno viļņu miegā hipokampā rodas īsas, ļoti ātras aktivitātes salvas, kuru laikā dienā piedzīvotā neironu secība tiek atkārtota paātrinātā tempā un nosūtīta garozai. Tāpēc miega trūkums pasliktina nevis uzmanību vien, bet tieši iegaumēšanu.

Praktiski no tā izriet, ka mācīšanās tieši pirms miega un pietiekams miegs pēc mācīšanās ir efektīvāks nekā tikpat ilga mācīšanās nomodā. Atkārtošana ar aizvien lielākiem intervāliem strādā tā paša mehānisma dēļ: katra atsaukšana atmiņu no jauna padara plastisku un pēc tam nostiprina.

Hipokamps nobriest lēnāk nekā daudzas citas struktūras, un tā saites ar pieres daivu turpina attīstīties vēl skolas gados. Ar to daļēji skaidro bērnības amnēziju: lielākā daļa cilvēku neatceras neko no pirmajiem dzīves gadiem, lai gan tolaik viņi mācījās ļoti intensīvi.

Zobainajā tinumā pieaugušam cilvēkam, iespējams, turpina veidoties jauni neironi. Šis jautājums pētnieku vidū joprojām ir strīdīgs, jo dažādas metodes dod atšķirīgus rezultātus, tāpēc apgalvojumi par to, ka konkrētas darbības precīzi nosakāmā apjomā audzē jaunus neironus, nav pamatoti.

Ar gadiem hipokampa tilpums pakāpeniski samazinās, un kopā ar to lēnāk notiek jaunas informācijas iegaumēšana. Normāla novecošanas aizmāršība atšķiras no slimības ar to, ka cilvēks pats pamana savu aizmāršību, saglabā ikdienas patstāvību un ar norādi parasti atceras aizmirsto.

Hipokamps ir īpaši jutīgs pret skābekļa trūkumu, pret ilgstoši paaugstinātu stresa hormonu līmeni un pret noteiktām deģeneratīvām slimībām. Daļa bojājumu ir atgriezeniski, daļa ne.

Ja aizmāršība pieaug mēnešu laikā, traucē darbu vai ikdienas gaitas, ja cilvēks apmaldās pazīstamā vietā vai atkārto vienu un to pašu jautājumu, tas ir iemesls doties pie ģimenes ārsta, kurš nepieciešamības gadījumā nosūtīs pie neirologa. Pēkšņa, dažas stundas ilga pilnīga nespēja iegaumēt jauno ir neatliekams stāvoklis, kas prasa izmeklēšanu insulta izslēgšanai.

• Alcheimera slimība: pārmaiņas sākas entorinālajā garozā un hipokampā, tāpēc pirmais simptoms parasti ir tieši jaunas informācijas iegaumēšanas traucējums.
• Deniņu daivas epilepsija ar hipokampa sklerozi: neironu bojāeja un rētošanās Amona ragā, ko ārstē neirologs epileptologs, atsevišķos gadījumos neiroķirurģiski.
• Skābekļa trūkums pēc sirds apstāšanās vai smaga saindēšanās: CA1 lauks iet bojā vienā no pirmajām vietām.
• Herpes vīrusa encefalīts, kas tipiski skar tieši deniņu daivas iekšējās daļas.
• Pārejoša globāla amnēzija: dažas stundas ilga nespēja iegaumēt jauno, kas pati no sevis pāriet, bet prasa neirologa izvērtējumu.
• Ilgstošs smags stress, depresija un pārmērīga alkohola lietošana, kas nelabvēlīgi ietekmē hipokampa darbību.

Galvenā metode ir magnētiskā rezonanse ar plāniem griezumiem, kas orientēti perpendikulāri hipokampa garenasij. Tā ļauj novērtēt tā tilpumu, iekšējās uzbūves saglabāšanos un signāla izmaiņas. Atradumu radiologs bieži izsaka pēc deniņu daivas mediālās atrofijas pakāpes skalas.

Funkciju vērtē ar neiropsiholoģisko izmeklēšanu: atsevišķi pārbauda vārdu sarakstu iegaumēšanu, atsaukšanu pēc pauzes un atpazīšanu. Ja cilvēks neatceras, bet atpazīst, problēma bieži ir atsaukšanā, nevis pašā iegaumēšanā, un tas norāda uz citu mehānismu.

Epilepsijas gadījumā papildus izmanto elektroencefalogrāfiju, ieskaitot ilgstošu videonovērošanu. Neskaidros demences gadījumos var izmantot pozitronu emisijas tomogrāfiju un cerebrospinālā šķidruma marķierus, bet šos izmeklējumus nozīmē speciālists, nevis tie ir skrīninga metodes.

Visbiežākā sajaukšana ir tīri lingvistiska: hipokamps un hipotalāms izklausās līdzīgi, bet atrodas dažādās vietās un dara pilnīgi dažādas lietas. Hipotalāms atrodas smadzeņu pamatnē un vada hormonus, ķermeņa temperatūru, badu un slāpes, ar atmiņu tam tiešas saistības nav.

Otra sajaukšana ir hipokamps un mandeļveida kodols. Tie atrodas blakus, bet mandeļveida kodols piešķir notikumam emocionālu svaru, savukārt hipokamps saglabā notikuma saturu, vietu un secību. Cilvēks ar bojātu mandeļveida kodolu var atcerēties biedējošu notikumu, nejūtot bailes, un otrādi.

Trešā ir atmiņas traucējumu sajaukšana ar uzmanības traucējumiem. Ja cilvēks nav pievērsis uzmanību, informācija hipokampā vispār nenonāk, un tad runa ir nevis par atmiņas zudumu, bet par to, ka atmiņa nekad nav izveidojusies. Tieši tas notiek pārgurumā, trauksmē un miega trūkumā.

Hipokamps nav tikai pagātnes iekārta. Cilvēki ar abpusēju hipokampa bojājumu nespēj ne tikai atcerēties pagātni, bet arī sīki iztēloties nākotnes vai izdomātu ainu: viņu apraksti ir nabadzīgi un sadrumstaloti. No tā izriet, ka smadzenes nākotnes plānošanai izmanto to pašu mehānismu, kas savieno atsevišķus elementus vienotā ainā.

Otrs pārsteigums ir tas, ka atsaukšana nav ieraksta nolasīšana. Katru reizi, kad atmiņa tiek atsaukta, tā uz brīdi kļūst maināma un tiek saglabāta no jauna, jau ietekmēta no tā, ko cilvēks zina tagad. Tāpēc bieži atkārtotas atmiņas var būt pārliecinošas un vienlaikus neprecīzas, un tieši tāpēc liecinieku atmiņa tiesā tiek vērtēta piesardzīgi.