Fonctions, anatomie et pathologies de l'hippocampe (avec images)

Le hippocampe C'est une structure cérébrale qui fait partie du système limbique et dont les fonctions principales sont la formation de nouvelles mémoires, mémoire et orientation spatiale.

L'hippocampe cérébral est situé dans le lobe temporal (l'une des structures cérébrales supérieures) mais fait également partie du système limbique et intervient dans les fonctions des structures inférieures.

De nos jours, il est bien documenté que les principales fonctions qu’il exécute sont liées aux processus cognitifs. En fait, l'hippocampe est globalement reconnu comme la structure principale de la mémoire.

Cependant, il a été démontré comment cette région effectue deux activités en plus des processus de mémorisation: l'inhibition du comportement et l'orientation spatiale.

Histoire de l'hippocampe

L'hippocampe, issu de l'hippocampe latin, a été découvert au XVIe siècle par l'anatomiste Giulio Cesare Aranzio.

Il doit son nom à l'apparence de sa structure, qui ressemble à celle de l'hippocampe, l'hippocampe.

Au départ, l'anatomie de cette région du cerveau suscitait une certaine controverse et on lui donnait des noms différents tels que "ver à soie" ou "corne de bélier".

De même, l'existence de deux régions différentes de l'hippocampe a été proposée: "hippocampe majeur" et "hippocampe mineur".

Actuellement, cette subdivision de l'hippocampe a été rejetée et est classée comme une structure unique.

D'autre part, lors de sa découverte, l'hippocampe était lié à l'odorat et a soutenu que cette structure cérébrale était responsable du traitement et de l'enregistrement des stimuli olfactifs.

En fait, ce n'est qu'en 1900 que, sous la direction de Vladimir Béjterev, le fonctionnement réel de la structure a été démontré et que les fonctions de mémoire effectuées par l'hippocampe ont commencé à être étudiées.

Anatomie de l'hippocampe

L'hippocampe constitue une région du cerveau située à l'extrémité du cortex.

Plus précisément, il traite d'une zone où le cortex se réduit en une seule couche de neurones densément compactés.

De cette façon, l'hippocampe est une petite région en forme de S qui se trouve au bord inférieur du cortex cérébral et qui comprend des parties ventrales et dorsales.

En raison de son emplacement, il fait partie du système limbique, c'est-à-dire du groupe de régions situées dans la région bordant le cortex cérébral, et échange des informations avec différentes régions du cerveau.

D'une part, la principale source d'afférences de l'hippocampe est le cortex entorhinal et est fortement connecté à un grand nombre de régions du cortex cérébral.

Plus précisément, il semble que l'hippocampe soit étroitement lié au cortex préfrontal et à la zone septale latérale.

La connexion de l'hippocampe avec ces zones du cortex explique une grande partie des processus cognitifs et des fonctions de mémoire que la structure effectue.

D'autre part, l'hippocampe est également relié aux régions inférieures du cerveau.

En ce sens, il a été démontré comment cette région reçoit des entrées modulantes des systèmes sérotoninergiques, dopaminergiques et norépinéphrine, et est fortement connectée au thalamus.

Physiologie de l'hippocampe

L'hippocampe opère selon deux modes d'activité, chacun avec un mode de fonctionnement différent et avec la participation d'un groupe spécifique de neurones.

Ces deux modes d'activité sont les ondes thêta et les plus grandes formes d'activité irrégulière (LIA).

Les ondes thêta apparaissent pendant les états d'alerte et d'activité, ainsi que pendant la phase de sommeil paradoxal.

Pendant ce temps, c'est-à-dire lorsque nous sommes éveillés ou en phase de sommeil paradoxal, l'hippocampe agit par ondes longues et irrégulières produites par les neurones pyramidaux et les cellules granulaires.

Par contre, le LIA apparaît pendant le sommeil (sauf dans la phase REM) et dans les moments d'immobilité (quand on mange et se repose).

De même, il semble que ce soient les ondes angulaires lentes qui sont le plus en relation avec les processus de mémoire.

De cette manière, les moments de repos seraient essentiels pour que l'hippocampe stocke et conserve des informations dans leurs structures cérébrales.

Fonctions de l'hippocampe

Comme nous l'avons dit, l'hypothèse initiale selon laquelle l'hippocampe remplissait des fonctions liées à l'odorat a été remplacée.

En fait, la fausseté de cette fonction possible de l'hippocampe a été démontrée et il a été démontré que, même si cette région reçoit des afférences directes du bulbe olfactif, elle ne participe pas au fonctionnement sensoriel.

Au fil des ans, le fonctionnement de l'hippocampe était lié à la performance des fonctions cognitives.

Actuellement, la fonctionnalité de cette région se concentre sur trois aspects principaux: l'inhibition, la mémoire et l'espace.

Le premier est apparu dans les années 60 à travers la théorie de l'inhibition du comportement de O'keefe et de Nadel.

En ce sens, l'hyperactivité et la difficulté d'inhibition observées chez les animaux présentant des lésions dans l'hippocampe ont développé cette ligne théorique et ont associé le fonctionnement de l'hippocampe à une inhibition comportementale.

En ce qui concerne la mémoire, il se mit à raconter la suite du fameux article de Scoville et Milner Brenda, dans laquelle il a décrit comment la destruction chirurgicale de l'hippocampe chez un patient souffrant d'épilepsie, il a provoqué une amnésie antérograde et grave amnésie rétrograde.

La fonction troisième et dernière de l'hippocampe a été initié par les théories des « cartes cognitives » de O'Keefe et de découvrir que les neurones de Tolman dans l'hippocampe de rats semblaient montrer une activité liée à la localisation et la situation spatiale.

Hippocampe et inhibition

La découverte du rôle de l'hippocampe dans l'inhibition comportementale est assez récente. En fait, cette fonction est toujours sous enquête.

En ce sens, des études récentes ont porté sur l’examen d’une région spécifique de l’hippocampe appelée hippocampe ventral.

Dans l'étude de cette petite région, il a été postulé que l'hippocampe pouvait jouer un rôle important à la fois dans l'inhibition comportementale et dans le développement de l'anxiété.

L'étude la plus importante sur ces fonctions a été réalisée il y a quelques années par Joshua A. Gordon.

L'auteur activité électrique enregistrée hippocampe ventral et le cortex préfrontal médian chez les souris pour explorer différents environnements, dont certains ont provoqué des animaux de réponses d'anxiété.

L'étude s'est concentrée sur la recherche de la synchronisation de l'activité cérébrale entre les régions du cerveau, car ce facteur constitue un seul transfert d'information.

Lorsque l'hippocampe et le cortex préfrontal sont connectés, la synchronisation est devenue évidente dans tous les environnements dans lesquels elle était exposée aux souris.

Cependant, dans les situations qui provoquaient l'anxiété chez les animaux, il a été observé que la synchronisation entre les deux parties cérébrales était augmentée.

De même, il a également été démontré comment le cortex préfrontal a connu une augmentation de l’activité du rythme thêta lorsque les souris se trouvaient dans des environnements produisant des réactions de peur ou d’anxiété.

Cette activité thêta accrue a été associée à une diminution marquée du comportement exploratoire des souris, il a été conclu que l'hippocampe est la région responsable de la transmission des informations nécessaires pour inhiber certains comportements.

Hippocampe et mémoire

Contrairement au rôle joué par l'hippocampe dans l'inhibition, il existe aujourd'hui un consensus scientifique élevé en affirmant que cette région constitue une structure vitale pour le fonctionnement et le développement de la mémoire.

D'abord, on fait valoir que l'hippocampe est la structure du cerveau qui permet la formation de nouveaux souvenirs d'événements vécus, à la fois épisodiques et autobiographiques.

De cette façon, il est conclu que l'hippocampe est la zone du cerveau qui permet l'apprentissage et la rétention de l'information.

Ces hypothèses ont été amplement démontrées à la fois par de multiples investigations neuroscientifiques et surtout par la symptomatologie produisant des lésions dans l'hippocampe.

En ce sens, il a été démontré à quel point les blessures graves dans cette région entraînent de graves difficultés dans la formation de nouveaux souvenirs et affectent souvent aussi les souvenirs formés avant la blessure.

Cependant, le rôle principal de l'hippocampe en mémoire réside davantage dans l'apprentissage que dans la récupération d'informations stockées précédemment.

En fait, il estime que quand les gens forment une mémoire, ce sont d'abord stockées dans l'hippocampe, mais sur l'accès aux informations en temps d'autres régions du cortex temporal.

De même, l'hippocampe ne semble pas être une structure importante dans l'apprentissage des habiletés motrices ou cognitives (comment jouer d'un instrument ou résoudre des énigmes logiques).

Ce fait montre la présence de différents types de mémoire, qui sont régies par différentes régions du cerveau, de sorte que l'hippocampe ne couvre pas tous les processus mnémoniques à remplir, mais beaucoup d'entre eux.

Hippocampe et orientation spatiale

Certaines recherches effectuées sur des cerveaux de rat ont montré que l'hippocampe contient une série de neurones ayant des "champs de place".

Cela signifie qu'un groupe de neurones de l'hippocampe déclenche des potentiels d'action (transmettre des informations) lorsque l'animal traverse un endroit spécifique de son environnement.

De même, Edmund Rolls a décrit comment certains neurones de l'hippocampe sont activés lorsque l'animal concentre son regard sur certains aspects de son environnement.

De cette manière, des études avec des rongeurs ont montré que l'hippocampe pouvait être une région vitale dans le développement de la capacité d'orientation et de la mémoire spatiale.

Chez l'homme, les données sont beaucoup plus limitées en raison des difficultés que pose ce type de recherche.

Cependant, des "neurones de la place" ont également été trouvés chez des sujets atteints d'épilepsie qui ont effectué une procédure invasive pour localiser la source de leurs attaques.

Dans l'étude, des électrodes ont été placées dans l'hippocampe des individus et plus tard, ils ont été invités à utiliser un ordinateur pour voyager dans un environnement virtuel représentant une ville.

Hippocampe et maladies apparentées

Comme nous l'avons vu, les lésions de l'hippocampe produisent une série de symptômes, la plupart liés à la perte de mémoire et, surtout, à la diminution de la capacité d'apprentissage.

Cependant, les problèmes de mémoire causés par des blessures graves ne sont pas les seules maladies liées à l'hippocampe.

En fait, 4 maladies importantes semblent avoir un lien avec le fonctionnement de cette région du cerveau. Ceux-ci sont:

Dégénérescence cérébrale

Le vieillissement normal et pathologique du cerveau semble être étroitement lié à l'hippocampe.

Ainsi, les problèmes de mémoire liés à l'âge ou à la diminution des capacités cognitives rencontrées au cours de la vieillesse sont liés à une diminution de la population neuronale de l'hippocampe.

Cette relation devient beaucoup plus évidente dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, dans lesquelles une mort massive des neurones de cette région du cerveau est observée.

Le stress

L'hippocampe contient des taux élevés de récepteurs de minéralocorticoïdes, ce qui rend cette région très vulnérable au stress.

Le stress peut affecter l'hippocampe en réduisant l'excitabilité, en inhibant la genèse et en provoquant une atrophie de certains de ses neurones.

Ces facteurs expliquent les problèmes cognitifs ou les problèmes de mémoire que nous pouvons rencontrer lorsque nous sommes stressés, et ils deviennent particulièrement visibles chez les personnes souffrant de stress post-traumatique.

Épilepsie

L'hippocampe est fréquemment au centre des crises d'épilepsie. La sclérose de l'hippocampe est le type de lésion tissulaire le plus visible dans l'épilepsie du lobe temporal.

Cependant, il n'est pas clair si l'épilepsie est due à des anomalies dans le fonctionnement de l'hippocampe ou si les crises d'épilepsie produisent des anomalies dans l'hippocampe.

La schizophrénie

La schizophrénie est une maladie neurodéveloppementale caractérisée par la présence de nombreuses anomalies dans la structure cérébrale.

La région la plus associée à la maladie est le cortex cérébral. Cependant, l'hippocampe pourrait également être important, car il a été démontré que de nombreux sujets atteints de schizophrénie présentent une diminution significative de la taille de cette région.

Vidéo explicative

Références

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