در روانشناسی، هیپوکامپ ساختار مهمی در لوب تمپورال داخلی مغز است. نقش حیاتی در شکل گیری و بازیابی خاطرات، جهت یابی فضایی و پاسخ های عاطفی ایفا می کند. آسیب به هیپوکامپ می تواند منجر به اختلالات حافظه و مشکل در شکل گیری خاطرات جدید شود که اهمیت آن را در یادگیری و شناخت برجسته می کند.
هیپوکامپ در کجا قرار دارد؟
هیپوکامپ ساختاری منحنی شکل در لوب تمپورال است
هیپوکامپ بخشی از سیستم لیمبیک، گروهی از ساختارهایی است که در پردازش و تنظیم احساسات و خاطرات نقش دارند.
هیپوکامپ که به شدت با شکل گیری خاطرات مرتبط است، محل ذخیره اولیه خاطرات بلندمدت جدید است و در انتقال این خاطرات بلندمدت به خاطرات ماندگارتر نقش دارد.
در هر نیمکره مغز دو هیپوکامپ وجود دارد که در لوب تمپورال، درست بالای هر گوش قرار دارند.
هیپوکامپ یکی از مناطقی از مغز است که بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است و همچنین یکی از معدود مکان هایی است که در آن نوروژنز رخ می دهد، فرآیندی که طی آن نورون های جدید تولید می شوند.
از نظر تاریخی، اعتقاد بر این بود که هیپوکامپ در درجه اول در بویایی (حس بویایی) نقش دارد، که به اشتباه تصور می شد ورودی مستقیم را از پیاز بویایی دریافت می کند.
با این حال، به دلیل نقش هیپوکامپ در حافظه بوها (به عنوان مثال، بوی خاصی که خاطرات یک رویداد خاص از گذشته را ایجاد می کند)، همچنان علاقه به واکنش های بویایی وجود دارد.
آناتومی
هیپوکامپ عمدتاً از سلول‌های هرمی تشکیل شده است که نورون‌های چندقطبی هستند که عملکردهای برانگیختگی و تصویری دارند. این ساختار همچنین به مناطق مختلفی به نام فیلدهایی با نام های CA1، CA2، CA3 و CA4 تقسیم می شود.
هیپوکامپ ورودی دریافت می کند و خروجی را از طریق قشر آنتورینال به بقیه مغز می فرستد. این ناحیه ای است که به شدت و به طور متقابل با بسیاری از قسمت های دیگر قشر مغز مرتبط است و به عنوان رابط بین هیپوکامپ و سایر قسمت های مغز عمل می کند.
هیپوکامپ ورودی را از مناطقی مانند قشر جلوی مغز، شکنج سینگولیت قدامی و ناحیه پیش پستانی مغز دریافت می کند، به این معنی که می تواند به تغییرات این نواحی پاسخ دهد و خروجی ارسال کند.
عملکرد هیپوکامپ
تشکیل حافظه
هیپوکامپ در سازماندهی و ذخیره خاطرات جدید مهم است، به ویژه آنهایی که خاطرات بیانی هستند (به عنوان مثال، خاطرات مربوط به حقایق و رویدادها).
این ناحیه همچنین با اتصال احساسات و عواطف به این خاطرات، مسئول تقویت خاطرات است. به عنوان مثال، هیپوکامپ با آمیگدال، ساختاری مرتبط با احساسات، به ویژه ترس، پیوند دارد و تقریباً شبیه آن است.
آمیگدال می‌تواند با هیپوکامپ کار کند تا احساسات را با خاطرات جدید مرتبط کند تا آنها را تقویت کند. اساساً، اگر حافظه دارای عنصر ترس باشد، احتمال به خاطر سپردن آن بیشتر می شود.
یک مطالعه موردی معروف در سال 1953 روی یک بیمار به نام HM، بخش‌هایی از لوب‌های گیجگاهی داخلی او (از جمله هیپوکامپ) برداشته شد. آنها در تلاشی برای درمان تشنج‌های صرع او برداشته شدند.
مشخص شد که عملکردهای شناختی HM دست نخورده باقی مانده است، اما پس از انجام این عمل، او توانایی تشکیل خاطرات جدید (همچنین به عنوان فراموشی انتروگراد) را از دست داد.
این مطالعه موردی این دیدگاه را تقویت کرد که هیپوکامپ در ایجاد خاطرات جدید ضروری است.
حافظه فضایی و ناوبری
یکی دیگر از عملکردهای مهم هیپوکامپ، نقش آن در جهت یابی فضایی است.
اعتقاد بر این است که قسمت عقبی هیپوکامپ در پردازش خاطرات فضایی نقش دارد. این برای این است که بتوانیم محیط اطراف خود را رمزگذاری کنیم و به یاد بیاوریم که همه چیز کجاست.
در حافظه‌های فضایی‌مان، یک نقشه شناختی داریم، یک بازنمایی ذهنی حاوی اطلاعات مکان‌های نسبی در محیط‌های خاص.
با استفاده از نقشه‌های شناختی، می‌توانیم اطلاعات مربوط به محیط خود را کدنویسی، ذخیره، یادآوری و رمزگشایی کنیم، که می‌توان از آنها هنگام پیمایش در محیط‌هایی که با آنها آشنا هستیم استفاده کرد.
به عنوان مثال، رانندگان تاکسی معمولاً دارای نقشه های شناختی گسترده و دقیق در نظر گرفته می شوند، بنابراین آنها می توانند در خیابان ها و مکان های دیدنی بدون گم شدن حرکت کنند.
مگوایر و همکاران (2000) 16 راننده تاکسی لندن را مورد مطالعه قرار داد و متوجه افزایش حجم ماده خاکستری در هیپوکامپ خلفی در مقایسه با گروه کنترل شد. این ناحیه از مغز در حافظه کوتاه مدت و ناوبری فضایی نقش دارد.
انتقال خاطرات بلند مدت
اگرچه هیپوکامپ در حافظه نقش دارد، اما تصور نمی‌شود که خاطرات بلندمدت در این ساختار ذخیره شوند.
در عوض، اعتقاد بر این است که هیپوکامپ مرکز انتقال خاطرات طولانی مدت است. این بدان معنی است که می تواند اطلاعات حافظه را دریافت کند، آن را ثبت کند، سپس به طور موقت آنها را ذخیره کند و سپس به حافظه های بلند مدت منتقل شود.
تصور می شود که خواب نقش مهمی در این فرآیند بازی می کند.
اطلاعات در هیپوکامپ در این ناحیه گردش می کند در حالی که نورون ها شروع به رمزگذاری این اطلاعات از طریق فرآیندی به نام تقویت طولانی مدت می کنند.
تقویت طولانی مدت نوعی انعطاف پذیری عصبی است و مکانیزمی حیاتی در ذخیره سازی حافظه است.
هنگامی که این اتفاق در هیپوکامپ رخ می دهد، قوی ترین اطلاعات در حال گردش به ناحیه مغزی که از آنجا منشا گرفته بازمی گردد تا خاطرات کوتاه مدت را به خاطرات بلند مدت تبدیل کند.
آسیب به هیپوکامپ
اگر فردی اختلال عملکرد هیپوکامپ خود را تجربه کند، ممکن است یک یا چند مورد از علائم زیر را تجربه کند:
از دست دادن حافظه – این می تواند هر چیزی از اختلال خفیف تا شدید باشد
سرگردانی
ناتوانی در ایجاد خاطرات جدید، اما خاطرات مدت ها قبل تحت تأثیر قرار نمی گیرند
ناتوانی در به خاطر سپردن مسیرها
ناتوانی در به خاطر سپردن مکان هایی که باید آشنا باشند
ناتوانی در یادآوری کلمات
ناتوانی در به خاطر سپردن اطلاعات جدید مانند به خاطر سپردن یک سخنرانی
مشخص شده است که علائم کلاسیک بیماری آلزایمر، از جمله از دست دادن حافظه و سردرگمی، با کاهش فعالیت هیپوکامپ مرتبط است.
سایر علائم شروع زودهنگام آلزایمر از دست دادن حافظه کوتاه مدت و مشکل در پیروی از دستورالعمل ها است. با ایجاد این وضعیت، حجم هیپوکامپ کاهش می یابد و عملکرد آن در زندگی روزمره دشوارتر می شود.
به طور مشابه، انحطاط سلولی در هیپوکامپ با شروع آلزایمر اولیه مرتبط است (Aand & Dhikav, 2012).
ضعیف شدن هیپوکامپ می تواند به سادگی ناشی از افزایش سن باشد و منجر به این کاهش شناختی در افراد مسن شود. با این حال، ممکن است دلایل دیگری برای ضعیف شدن یا اختلال عملکرد وجود داشته باشد.
هیپوکامپ حاوی سطوح بالایی از گیرنده های گلوکوکورتیکوئیدی است که آن را مستعد استرس طولانی مدت می کند. استرس طولانی مدت می‌تواند به هیپوکامپ آسیب برساند، و شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد افرادی که استرس شدید ضربه‌ای را تجربه کرده‌اند، آتروفی هیپوکامپ را نشان می‌دهند.
آسیب به هیپوکامپ همچنین می تواند نتیجه ضربه به این ناحیه، گرسنگی اکسیژن، سکته مغزی یا صرع لوب گیجگاهی داخلی باشد. پیشنهاد می شود که حدود 50 تا 75 درصد از افرادی که صرع دارند، به هیپوکامپ خود آسیب می رسانند، که به این معنی است که این افراد ممکن است در نتیجه مشکلات حافظه داشته باشند.
شواهدی وجود دارد که آتروفی هیپوکامپ را با اختلالات شناختی مانند افسردگی، اختلال دوقطبی و اسکیزوفرنی مرتبط می کند (Weis et al., 2007; Sheline et al., 2002).
مشخص شده است که کسانی که افسردگی شدید دارند حجم هیپوکامپ خود را کاهش داده اند و باعث می شود تا 10 درصد اندازه معمول کوچک شود (Videbech & Ravnkilde, 2004).
به طور مشابه، مدت زمانی که فردی از افسردگی رنج می برد با شدت آتروفی هیپوکامپ مرتبط است. پیشنهاد می شود که دلیل این امر می تواند این باشد که افسردگی ممکن است باعث استرس طولانی مدت شود.
به همین ترتیب، کاهش حجم هیپوکامپ به طور مداوم یک یافته اصلی در مغز افرادی است که اسکیزوفرنی دارند. ناهنجاری های عملکردی و بیوشیمیایی نیز در هیپوکامپ این افراد یافت شده است (Anand & Dhikav, 2012).
در حالی که شرایطی مانند آلزایمر و اسکیزوفرنی همیشه قابل پیشگیری نیستند، روش‌های سبک زندگی وجود دارد که می‌تواند به تقویت هیپوکامپ کمک کند.
به عنوان مثال، مشخص شده است که تمرینات بدنی راهی است که می تواند هیپوکامپ را تقویت کند زیرا نوروژنز را تحریک می کند (ون پراگ، شوبرت، ژائو و گیج، 2005).
توانایی مدیریت استرس می تواند تعداد انتقال دهنده های عصبی مرتبط با استرس را که توسط هیپوکامپ جذب می شوند کاهش دهد. برخی از روش‌های ساده می‌توانند تمرینات تنفس عمیق، تمرکز حواس یا مدیتیشن باشند.
از آنجایی که هیپوکامپ بیشتر به حافظه اهمیت می دهد، انجام فعالیت های مبتنی بر حافظه می تواند به فعال نگه داشتن هیپوکامپ کمک کند.
تمریناتی مانند تلاش برای حفظ لیست کلمات یا خواندن و نوشتن همگی می توانند به عملکرد صحیح هیپوکامپ کمک کنند.
مطالعات پژوهشی
نوردانسکوگ و همکاران (2010) تحقیقاتی را در مورد درمان افسردگی با تمرکز بر تلاش برای افزایش حجم هیپوکامپ بیماران انجام داد. محققان از درمان تشنج الکتریکی (ECT) استفاده کردند، روشی که در آن جریان‌های الکتریکی کوچکی از مغز عبور می‌کنند و عمداً باعث ایجاد یک تشنج کوتاه می‌شوند. ECT برای تسکین افسردگی بسیار موثر است.
پس از یک سری ECT، افزایش قابل توجهی در حجم هیپوکامپ بیماران مشاهده شد. از آنجایی که حجم افزایش می یابد، این می تواند نشان دهد که هیپوکامپ ممکن است نقش کلیدی در درمان افسردگی داشته باشد.
Montagrin، Saiote و Schiller (2017) پیشنهاد کرده اند که هیپوکامپ ممکن است بیش از نقشه های شناختی اطلاعات فضایی را در خود جای دهد.
آنها فرض می کنند که هیپوکامپ ممکن است در شکل گیری نقشه های اجتماعی دخیل باشد، زیرا شواهد حاکی از نقش هیپوکامپ در حمایت از حافظه اجتماعی، نمایش ابعاد مختلف فضای اجتماعی، ردیابی رفتار اجتماعی پویا و حفظ یک نقشه انعطاف پذیر است که امکان انطباق با زمینه های اجتماعی جدید را فراهم می کند.
محققان پیشنهاد می‌کنند که از نقشه‌های اجتماعی برای هدایت ما در فضاهای اجتماعی استفاده کنیم، همانطور که نقشه‌های شناختی می‌توانند به ما کمک کنند تا از نظر فیزیکی مسیرمان را در اطراف حرکت کنیم.
دانشمندان علوم اعصاب از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، که یکی از آنها تد برگر نام دارد، در حال ساخت هیپوکامپ مصنوعی هستند که ممکن است روزی به مردم کمک کند تا حافظه خود را از دست ندهند. برگر و همکارانش توانستند ساختار هیپوکامپ را با تحریک مغز به روشی خاص برای ایجاد خاطرات در موش‌ها و میمون‌ها تقلید کنند.
در یک مطالعه آزمایشی کوچک بر روی انسان، افرادی که این ایمپلنت را نصب کردند، عملکرد بهتری در وظایف حافظه داشتند. این ایمپلنت با برقراری ارتباط با مغز از طریق الکترودهایی که در دو طرف هیپوکامپ قرار می گیرند، کار می کند. اگر این تحقیق به موفقیت خود ادامه دهد، می تواند به توقف شروع شرایطی که بر حافظه تأثیر می گذارد، مانند بیماری آلزایمر و زوال عقل کمک کند.
مگوایر و همکاران (2000) بررسی کرد که آیا رانندگان تاکسی لندن و رانندگان تاکسی غیرلندنی تفاوت هایی در مغز خود دارند یا خیر. گروه آزمایش 16 راننده مرد تاکسی لندن و گروه کنترل 50 اسکن MRI از مردان راست دست بودند.
اسکن MRI بر روی گروه آزمایش انجام شد و با گروه کنترل مقایسه شد. آنها متوجه افزایش ماده خاکستری در مغز رانندگان تاکسی شدند.
هیچ تفاوتی در اندازه هیپوکامپ وجود نداشت، اما تفاوت در شکل قابل مشاهده بود. آنها به این نتیجه رسیدند که هیپوکامپ مطابق با تقاضای حافظه فضایی تغییر می کند، که از انعطاف پذیری مغز پشتیبانی می کند.