海馬は、メモリ- -および空間配向および主な機能新しい記憶の形成である辺縁系の一部である脳の構造です。それは側頭葉(高次脳構造の1つ)にありますが、辺縁系の一部でもあり、下部構造の機能に関与しています。
今日では、海馬によって実行される主な機能が認知プロセスに関連していることが十分に文書化されています。実際、それは記憶の主要な構造として世界的に認識されています。ただし、この領域が、記憶プロセスとは別に、動作の抑制と空間的方向付けという2つのアクティビティを実行する方法が示されています。
海馬の図
ラテンの海馬に由来する海馬は、16世紀に解剖学者のジュリオチェザーレアランツィオによって発見されました。その名前は、タツノオトシゴ、海馬の形に似た構造の外観に由来しています。
解剖した海馬とタツノオトシゴの比較
当初、この脳の領域の解剖学についてはいくつかの論争があり、「カイコ」や「ラムズホーン」などの異なる名前が付けられました。同様に、海馬の2つの異なる領域の存在が提案されました。「より大きな海馬」と「小さな海馬」です。
現在、この海馬の細分化は無視されており、単一の構造として分類されています。一方、その発見では、海馬は嗅覚に関連しており、この脳の構造が嗅覚刺激の処理と記録を担当していることが擁護されました。
ウラジミール・ベフテレフによって構造の実際の機能が実証され、海馬によって実行される記憶機能が調査され始めたのは1900年まででした。
海馬の解剖学と場所
海馬は皮質の端にある脳の領域です。具体的には、それは皮質が密集したニューロンの単一層に狭まる領域です。
したがって、海馬は大脳皮質の下縁に見られる小さな領域であり、腹側と背側の部分で構成されています。
海馬のイラスト
その位置により、それは大脳皮質に隣接する領域にある領域のグループの辺縁系の一部であり、さまざまな脳領域と情報を交換します。
辺縁系。出典:Anatomy&Physiology、Connexions、OpenStax College、Wikimedia Commons
一方では、海馬求心性神経の主要な供給源は嗅内皮質であり、大脳皮質の多数の領域と強く関連しています。具体的には、海馬は前頭前野と外側中隔領域に密接に関連しているようです。
海馬と皮質のこれらの領域との接続は、構造によって実行される認知プロセスと記憶機能の多くを説明します。
一方、海馬は脳の下部にも繋がっています。この領域は、セロトニン作動性、ドーパミン作動性、およびノルエピネフリン系からの調節入力を受け取ることが示されており、視床と強く関連しています。
生理
海馬
海馬は2つの活動モードで機能し、それぞれが異なる機能パターンを持ち、特定のグループのニューロンが参加します。これらの2つの活動モードは、シータ波と不規則な活動(LIA)の主要なパターンです。
シータ波は、覚醒状態や活動状態のほか、レム睡眠中にも現れます。この間、つまり、覚醒しているとき、またはREM睡眠段階にあるとき、海馬は錐体ニューロンと顆粒細胞によって生成される長く不規則な波によって機能します。
その一部として、睡眠中(REMフェーズを除く)と不動の瞬間(食事をして休憩しているとき)に不規則な活動が見られます。
同様に、角度の遅い波は、記憶プロセスに最も密接に関連している波のようです。
このように、海馬が脳の構造に情報を保存および保持できるように、休息の瞬間が重要になります。
海馬の機能
海馬(赤)
海馬が嗅覚に関連する機能を実行したという最初の仮説は取って代わられました。実際に、海馬のこの可能な機能の虚偽が示され、この領域が嗅球から直接入力を受け取るという事実にもかかわらず、それは感覚機能に関与しないことが示されています。
長年にわたり、海馬の機能は認知機能のパフォーマンスに関連していた。現在、この領域の機能は、抑制、記憶、空間の3つの主要な側面に焦点を当てています。
これらの最初のものは、1960年代にオキーフとネーデルの行動抑制理論を通じて現れました。この意味で、海馬に病変がある動物で観察された多動性と抑制の難しさは、この理論的な線を発達させ、海馬の機能を行動抑制と関連付けました。
記憶に関しては、てんかん患者の海馬の外科的破壊が順行性健忘症と非常に深刻な逆行性健忘症をどのように引き起こしたかを説明した、スコヴィルとブレンダミルナーの有名な記事に関連しました。
海馬の3番目で最後の機能は、トルマンの「認知マッピング」理論と、ラットの海馬のニューロンが場所と空間状況に関連する活動を示すように見えるというO'Keefeの発見によって開始されました。
海馬と抑制
行動阻害における海馬の役割の発見はごく最近です。実際、この機能はまだ調査中です。
最近の研究は、腹側海馬と呼ばれる海馬の特定の領域を調べることに焦点を当てています。この小さな領域の調査では、海馬が行動阻害と不安の発達の両方に重要な役割を果たす可能性があると仮定されています。
これらの機能に関する最も重要な研究は、ジョシュアA.ゴードンによって数年前に行われました。著者は、さまざまな環境を探索することにより、マウスの腹側海馬と内側前頭前野の電気的活動を記録しました。
この要因は情報伝達の兆候を構成するため、研究は脳領域間の脳活動の同期を見つけることに焦点を当てました。海馬と前頭前野がつながっているので、マウスがさらされたすべての環境で同期が明らかでした。
しかしながら、動物に不安をもたらした状況では、両方の脳の部分の間の同期が増加することが観察されました。
同様に、マウスが恐怖または不安反応を引き起こす環境にあったときに、前頭前野がシータリズム活動の増加をどのように経験したかも示されました。
シータ活動のこの増加は、海馬が特定の行動を阻害するために必要な情報の伝達を担当する領域であると結論付けられた、マウスの探索行動の顕著な減少に関連していた。
海馬と記憶
海馬が抑制において果たす役割とは異なり、今日、この領域は記憶の機能と発達に不可欠な構造を構成すると述べていることで、高い科学的コンセンサスがあります。
主に、海馬は、経験的および自伝的の両方で発生したイベントの新しい記憶の形成を可能にする脳構造であると主張されています。このようにして、海馬は学習と情報の保持を可能にする脳の領域であると結論付けられます。
これらの仮説は、複数の神経科学的調査と、とりわけ海馬の病変によって生じる症状の両方によって広く実証されています。
この地域への重傷は、新しい記憶の形成に大きな困難をもたらし、しばしば損傷前に形成された記憶にも影響を与えることが示されています。
ただし、記憶における海馬の主な役割は、以前に保存された情報の検索よりも学習にあります。実際、人々が記憶を形成するとき、それは最初に海馬に保存されますが、時間の経過とともに情報は側頭皮質の他の領域にアクセスします。
同様に、海馬は、運動能力や認知能力(楽器の演奏方法や論理パズルの解決方法)の学習において重要な構造ではないようです。
この事実は、さまざまな種類の記憶の存在を明らかにします。これらの記憶はさまざまな脳領域によって支配されているため、海馬はすべての記憶プロセスを完全にはカバーしていませんが、それらの大部分はカバーしています。
海馬と空間的方向
ラットの脳での研究により、海馬には「場」を持つ一連のニューロンが含まれていることが示されています。これは、動物が環境の特定の場所を通過するときに、海馬のニューロンのグループが活動電位(情報の伝達)をトリガーすることを意味します。
同様に、エドモンドロールスは、動物がその視線を環境の特定の側面に集中させたときに、海馬の特定のニューロンがどのように活性化されるかを説明しました。
したがって、げっ歯類を用いた研究は、海馬が配向能力と空間記憶の発達において重要な領域である可能性があることを示しています。
人間では、この種の研究がもたらす困難のため、データははるかに制限されています。ただし、「サイトニューロン」は、発作の原因を突き止めるために侵襲的処置を行ったてんかんの被験者にも見られました。
この研究では、電極が個人の海馬に配置され、その後、都市を表す仮想環境をナビゲートするためにコンピューターを使用するように依頼されました。
関連する病気
海馬の病変は一連の症状を引き起こし、そのほとんどは記憶喪失、特に学習能力の低下に関連しています。
しかし、重傷による記憶障害だけが海馬に関連する病気ではありません。実際、4つの主要な疾患は、この脳領域の機能と何らかの関係があるようです。これらは:
脳の変性
アルツハイマー病患者の脳。
脳の正常な老化と病的な老化の両方が海馬と密接に関連しているようです。
年齢に関連する記憶の問題または老年期に経験される認知能力の低下は、海馬のニューロン集団の減少に関連しています。
この関係は、アルツハイマー病などの神経変性疾患で顕著になり、この脳領域でニューロンの大量死が観察されます。
ストレス
海馬には高レベルのミネラルコルチコイド受容体が含まれているため、この領域はストレスに対して非常に脆弱です。
ストレスは、興奮性を低下させ、発生を阻害し、一部のニューロンの萎縮を引き起こすことにより、海馬に影響を与える可能性があります。
これらの要因は、私たちがストレスを受けたときに経験することができる認知障害または記憶障害を説明し、それらは心的外傷後ストレス障害を持つ人々の間で特に顕著です。
てんかん
海馬はてんかん発作の焦点です。海馬硬化症は側頭葉てんかんで最も一般的に見られるタイプの組織損傷です。
しかし、海馬の機能異常によりてんかんが発生するのか、てんかん発作により海馬に異常が生じるのかは明らかではありません。
統合失調症
統合失調症は、脳の構造に多数の異常が存在する神経発達疾患です。
疾患と最も関連する領域は大脳皮質ですが、統合失調症の多くの被験者がこの領域のサイズの顕著な減少を示すことが示されているため、海馬も重要である可能性があります。
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