امروز : شنبه 6 خرداد 1396

هیپوکامپ (Hippocampus) و عملکرد آن ساخت PDF چاپ ارسال به دوست

هیپوکامپ (Hippocampus) و عملکرد آن 

نویسنده : Alana Biggers , MD,MPH

ترجمه : مسعود صادقی

 

وقتی درباره مغز انسان می آموزید خوب است بخاطر داشته باشید که حتی مفیدترین کامپیوتر در جهان قابل رقابت با این قسمت از مغز انسان نیست . با بیلیون ها سلول عصبی و هزاران هزار ارتباطی که سلول های عصبی فراهم می سازند ، مغز انسان معنای تازه ای به کلمه پیچیدگی می بخشد . دانشمندان زیادی به وجود آمده اند تا درباره مغز انسان یادبگیرند و بفهمند ساختار کوچکی در درون مغز بنام هیپوکامپ چه نقشی مهمی را ایفا کرده است تا اینکه دانش امروزی به دست آید.

هیپوکامپ (Hippocampus) چیست ؟

هیپوکامپ قسمتی از مغز به شکل اسب دریایی است که در چین خوردگی های داخلی از بخش تحتانی میانی مغز به نام لوب تمپورال (temporal lobe) قرار دارد . هیپوکامپ دارای دوبخش است که هربخش در یک طرف سر واقع شده است .(مطابق شکل)

هیپوکامپ در لغت به معنای «خمیده مثل اسب» است و این نامگذاری به دلیل شباهت این قسمت از مغز به اسب دریایی است.

 

هیپوکامپ از نظر اندازه در حدود یک صدم لایه خارجی مغز یا قشر مغزی (cerebral cortex) است که از سه لایه با سلول های هرمی شکل مخصوص تشکیل شده است .

بیشتر از چهار قرن است که انسان هیپوکامپ را می شناسد و یکی از بخش هایی است که بیشترین مطالعه بر روی آن صورت گرفته است . عملکرد های اصلی آن شامل یادگیری و حافظه انسان می شود . حتی این مطلب که پژوهشگران بفهمند حافظه چگونه کار می کند ، با کمک هیپوکامپ امکانپذیر شده است .

در سال 1950، مرد جوانی که سالها با نام  " بیمار HM "شهرت یافته بود بعد از بیماری سخت صرع خود که به هیچ درمانی جواب نمی داد تحت عمل جراحی قرار گرفت . با بکارگیری بهترین دانش آنروز ، بخشی از مغز او که به حملات صرع مربوط می شد برداشته شد و به نظر می رسید که وی از بیماری خود فارغ شده است . بخشی که برداشته شده بود هردو هیپوکامپ او را شامل می شد .

گرچه او توسط جراحی از بعضی جهات بهبود یافته بود . اما بسیاری از مشکلات مرموز حافظه را دارا بود . او می توانست خاطرات اوایل دوران بچگی خود را به یاد آورد اما نمی توانست خیلی از سال های منتهی به عمل جراحی خود را به یاد داشته باشد .

از همه مهمتر او توانایی ایجاد خاطرات جدید را از دست داده بود . صرع او تحت کنترل بود و باقیمانده هوش او نیز خوب به نظر می رسید . اما نمی توانست اتفاقات یا کلمات جدید را بخاطر بسپارد . او حتی به محض برگرداندن سر خود فراموش می کرد که با چه کسی مشغول صحبت بوده است . پس از آن جراحی ، HM (هنری مالیسن) برای باقیمانده عمر خود به یک موضوع آزمایشگاهی تبدیل شد.

بعد از مرگ او در سال 2008 ، هویت HM به عنوان هنری مالیسن فاش شد . ضمن تشکر از اشتیاق او برای انجام پژوهش و همچنین فداکاری حافظه اش ، پژوهشگران تا حد زیادی توانستند درک خود را از حافظه ، مغز و بیماری های مغزی گسترش دهند . مالیسن سهم بسیار بزرگی در گسترش علم داشت و تا زمان مرگ ، از دانستن اینکه به دیگران کمک کرده است بسیار خوشحال و خرسند بود .

نواحی مرتبط در مغز

هیپوکامپ قسمتی از سیستم لیمبیک (limbic system) است که با تفکر آگاهانه ارتباط کمتر و با احساس و عکس العمل ارتباط بیشتری دارد . سیستم لیمبیک شامل هیپوکامپ و آمیگدالا واقع در لبه قشر (cortex) می شود . این ساختار به کنترل عملکرد های مختلف بدن مانند سیستم غدد درون ریز و آنچه که معمولاً بعنوان عکس العمل های " جنگیدن یا پرواز کردن " شناخته می شوند کمک می کند .

عملکرد های هیپوکامپ

 هیپوکامپ یکی از معدود نواحی است که در آن سلول های عصبی جدید در بزرگسالی نیز تولید می شوند.

هیپوکامپ به فرآیند های انسانی و بازیابی دونوع خاص از خاطرات به نام های خاطرات اظهاری (declarative memories) و ارتباطات سه بعدی یا فضایی (spatial relationships) کمک می کند .

خاطرات اظهاری ، خاطرات مربوط به حقایق و وقایع است. یادگیری اینکه چگونه نطق ها و یا سطر ها در یک نمایشنامه حفظ شوند مثالی خوب از خاطرات اظهاری در عمل است .

خاطرات ارتباط سه بعدی شامل به خاطر سپردن مسیر ها یا راه ها می شود مانند زمانیکه رانندگان تاکسی مسیر خیابان ها را در درون یک شهر یاد می گیرند . دانش عملکرد های مغز به حدی رشد کرده است که اکنون پژوهشگران با قاطعیت می توانند بگویند که خاطرات ارتباط سه بعدی در هیپوکامپ سمت راست ذخیره می شود .

بعلاوه داستان HM نشان می دهد که هیپوکامپ نقش حیاتی دیگری نیز در حافظه بازی می کند . و آن این است که خاطرات کوتاه مدت را به خاطرات دراز مدت مرتبط ساخته و سپس در جای دیگری در مغز ذخیره می شود .

زمانی تصور می شد که سلول های عصبی جدید تنها در جنین یا کودکان رشد می کنند اما اکنون پژوهشگران نشان داده اند که سلول های عصبی در بزرگسالی نیز توسعه می یابند . هیپوکامپ یکی از معدود مکان هایی در مغز است که سلول های عصبی می توانند دوباره تولید شوند .

چه اتفاقی می افتد اگر هیپوکامپ توسط بیماری یا جراحت آسیب ببیند ؟

داستان HM نشان می دهد که وقتی هر دو هیپوکامپ به طور کامل حذف شوند چه اتفاقی می افتد . وقتی یکی از هیپوکامپ ها بر اثر بیماری ای مانند آلزایمر آسیب ببیند و یا در یک حادثه صدمه یابد ، مشکلاتی مشابه با داستان HM می تواند اتفاق بیافتد .

وقتی که هیپوکامپ دچار اختلال شده است ، بیماران نمی توانند خاطرات بلند مدت جدید خود را ایجاد کنند. همچنین نمی توانند برخی چیز ها را که قبل از صدمه دیدن هیپوکامپ اتفاق افتاده است را به خاطر بیاورند . امااتفاقاتی که خیلی پیشتر روی داده است را بخوبی به یاد می آورند .

فراموشی فراگیر گذرا (transient global amnesia) شکل خاصی از کاهش و از دست دادن حافظه است که بطور ناگهانی و از قرار معلوم خود بخود بهبود یافته و سپس بطور نسبتاً سریع از بین می رود . سرانجام برخی از بیماران مبتلا به فراموشی فراگیر گذرا خاطرات خود را باز می یابند اما برای پژوهشگران کاملاً روشن نیست که چه چیزی موجب این وقایع می شود. آنها فکر می کنند که ممکن است صدمه به هیپوکامپ عامل آن باشد .

از آنجاییکه هیپوکامپ در رفت و آمد انسان به مناطق دیگر کمک شایانی می کند ، افراد متأثر از صدمات هیپوکامپ برای انتقال به مکانی دیگر دچار زحمت خواهند شد. آنها شاید قادر باشند مانند بچه ها نقشه ای برای محل زندگیشان رسم کنند اما برای آنها رفتن به یک مغازه در منطقه ای جدید بسیار دشوار خواهد بود .

برخی از بیماری ها بطور فیزیکی هیپوکامپ را تغییر می دهند . دو بیماری آلزایمر و افسردگی می توانند اندازه هیپوکامپ را کاهش دهند. این ارتباط در بیماری آلزایمر ، یافته بسیار مهمی محسوب می شود زیرا میزان کاهش حجم هیپوکامپ می تواند در تشخیص پیشرفت بیماری بکار رود .

فشردگی (impact) نیز همانقدر در افسردگی مهم است . دانشمندان دریافته اند که هیپوکامپ در افسردگی فشرده شده و چروکیده می شود . مطابق برخی از پژوهش ها این چروکیدگی می تواند تا 20 درصد افزایش یابد .

بیماری هایی که بر روی هیپوکامپ تأثیر می گذارند

هیپوکامپ بخش حساسی از مغز است و می تواند توسط بسیاری از شرایط مختلف تأثیر منفی بپذیرد . یکی از این شرایط می تواند " به مدت طولانی در معرض تنش های زیاد بودن " را شامل شود .

مشخص شده است که سه بیماری زیر با توانایی هیپوکامپ در انجام کار خود تداخل ایجاد می کنند .

·         بیماری آلزایمر

·         بیماری صرع

·         بیماری افسردگی

هیپوکامپ یکی از نواحی ای در بیماری آلزایمر است که اول صدمه می بیند (دلیل اصلی زوال عقل و از دست دادن حافظه). در ابتدا بیماران شروع به از دست دادن حافظه های کوتاه مدت خود می کنند و ممکن است در دنبال کردن جهات و مسیرها دچار مشکل شوند. با ادامه و پیشرفت بیماری قسمتهای منفعل مغز شروع به زوال می کند و هیپوکامپ رفته رفته حجم از دست می دهد . به موازات آن توانایی در عملکرد بیماران کمتر و کمتر خواهد شد .

بین هیپوکامپ و بیماری صرع یک ارتباط بسیار قوی وجود دارد. همانطور که در داستان بیمار HM مشاهده شد ، هیپوکامپ همان جایی است که بسیاری از حملات صرع آغاز می شود . مشاهده شده است که بین 50 تا 75 درصد بیماران مبتلا به صرع که کالبد شکافی (autopsy) شده اند ، دارای صدمات در هیپوکامپ بوده اند . اگرچه مطابق نوشته های پژوهشگران روشن نیست که بیماری صرع مسبب صدمات هیپوکامپ بوده یا اینکه صرع در اثر صدمات هیپوکامپ بوجود آمده است.

هیپوکامپ همچنین بر اثر افسردگی شدید حجم از دست می دهد . همانند صدمات دیده شده توسط حملات صرعی ، دانشمندان به دنبال توضیح این مطلب هستند که کدامیک از موارد کوچک شدن هیپوکامپ یا افسردگی اول به وجود آمده اند.

شواهد بسیار و قابل توجهی وجود دارد که استرس بر روی هیپوکامپ تأثیر منفی می گذارد . افراد مبتلا به بیماری کوشینک (Cushing's disease) علائمی مرتبط با سطح بالای کورتیزول (همان هورمونی که در زمان تحت استرس بودن مردم تولید می شود) از خود نشان می دهند. یکی از این علائم کاهش اندازه هیپوکامپ است .

تحقیقات اخیر

هیپوکامپ موضوع مهمی در پژوهش های تازه است .

مطالعه امیدوار کننده ای در حال بررسی اثرات ورزش بر روی هیپوکامپ است . پژوهشگران در حال بررسی این ایده هستند که ورزش در افراد مسن ممکن است توانایی این ساختار را برای تولید سلول های عصبی جدید تقویت کند. تولید سلول های عصبی جدید می تواند حافظه را بطور بالقوه حفظ کرده و بهبود بخشد.

با کار مداوم در دانشگاه جان هاپکینز نیز محققان در حال مطالعه بر روی ارتباط بین هیپوکامپ ، افسردگی و ساختارهای خاصی به نام کروموزوم هستند. این ایده که بزرگسالان قادرند سلول های عصبی جدیدی تولید نمایند اولین بار در سال 1990مورد بررسی قرار گرفت و در سال های بعد عاملی شد تا راه های تازه ای برای تحقیق و جستجو ایجاد شود .