Hipokampus – náš „Atlas světa“

Jak je hipokampus „zkonstruován“? Jaké procesy v něm probíhají? Jaká onemocnění jej zasahují? Dnes už víme mnohé, například to, že se významně podílí na učení a paměti. 

Hipokampus je párová struktura ležící pod hlavními mozkovými polokoulemi. Vývojově se jedná o evolučně starou mozkovou kůru, které byla překryta korovými oblastmi. U člověka má tvar mořského koníka (lat. Hippocampus), proto jeho označení, a u hlodavců, třeba u modelového druhu laboratorního potkana (Rattus norvegicus), se dá jeho tvar připodobnit k „rohlíku loupáku“. U člověka je hipokampus v poměru ke hmotě celého mozku výrazně menší než u hlodavců, avšak neméně důležitý. Jde o strukturu velmi vrstevnatou, zastávající mnoho funkcí. Kromě gyrus dentatus (zubatý závit je pouze pokusem o vtip, český ekvivalent prozatím neexistuje) jde hlavně o oblasti Ammonova rohu.

Různé důležité funkce zde zajišťuje řada buněčných typů. Hlavními „nosiči informace“ jsou granulární (zrnité) buňky gyrus dentatus a pyramidové neurony (též zvané principiální). Naprosto zásadní je i role tlumivých interneuronů (vmezeřených buněk). Ty se významně podílejí na početných procesech, především tím, že svojí tlumivou aktivitou udržují správný poměr signálu vůči šumu.

Mikroskopický řez hipokampem s patrným vrstvením (laminací).

Hipokampus a paměť

Historicky se nejprve soudilo, že se hipokampus účastní čichového vnímání, předpokládalo se totiž jeho přímé spojení s čichovým lalokem. Obě struktury však přímo spojeny nejsou. Často o něm badatelé uvažovali v souvislosti s emocemi. Pozdější výzkumy ukázaly, že zde hraje klíčovou roli jiná oblast mozku, amygdala. Nakonec vědci prokázali, že hipokampus, obzvláště jeho zadní část, je důležitým centrem učení a paměti.

V roce 1957 badatelé William Scoville a Brenda Milnerová popsali případ pacienta Henryho Gustava Molaisona, který trpěl nezvladatelnou epilepsií. Tyto případy se dodnes někdy řeší vyjmutím části mozkové tkáně, která obsahuje epileptické ložisko, a to v případě, že daná mozková oblast není životně nezbytná. A tak byla panu Molaisonovi odoperována velká část středního spánkového laloku včetně obou hipokampů. Epileptické záchvaty se tím podařilo zvládnout, objevil se však nečekaný poznatek. Tento člověk nebyl schopen uložit do své paměti nové vzpomínky. V nemocnici, kde se léčil, se například každý den ráno znovu seznamoval se členy ošetřujícího personálu, jako by je nikdy nepotkal. Několikrát oplakal smrt svého oblíbeného strýce a události v denním tisku byly pro něj vždy horkou novinkou. Neuropsychologické vyšetřování tohoto pacienta prokázalo, že má narušené formování tzv. deklarativní paměti (vzpomínky na fakta a události). Procedurální paměť, která představuje motorické dovednosti, kupodivu byla zachována. Například byl schopen se naučit obkreslovat tvary v zrcadle, ale nebyl si vůbec nikdy vědom, že se tuto úlohu učil.

Kresba hipokampu se znázorněním hipokampálních oblastí od průkopníka neurověd Santiaga Ramóna y Cajala.

Rovněž si uchoval vzpomínky na fakta a události ve velmi vzdálené minulosti, avšak nové tvořit nedokázal (tento stav je označován jako anterográdní a časově stupňovaná retrográdní amnézie). I další studie na pacientech s poškozením či operačním odstraněním hipokampu potvrdily fakt, že u lidí se takové narušení projeví zejména ztrátou paměti pro události (epizodická paměť), zatímco inteligence, řeč, motorické dovednosti, jazyková plynulost a další funkce zůstanou nepostiženy a pacienti velmi často po operaci žijí podobně jako pan Molaison. Případy jeho a dalších pacientů tak jednoznačně ukázaly na roli hipokampu v deklarativní paměti, a to zejména v epizodické paměti pro události.