HIPPOCAMPUS: CHỨC NĂNG, GIẢI PHẪU VÀ BỆNH LÝ (CÓ HÌNH ẢNH) - TÂM THẦN KINH - 2026

Hồi hải mã là một cấu trúc não là một phần của hệ limbic và có chức năng chính là hình thành ký ức mới - trí nhớ - và định hướng không gian. Nó nằm ở thùy thái dương (một trong những cấu trúc não cao hơn), nhưng nó cũng là một phần của hệ limbic và tham gia vào các chức năng của cấu trúc bên dưới.

Ngày nay đã có nhiều tài liệu cho rằng các chức năng chính được thực hiện bởi hồi hải mã có liên quan đến các quá trình nhận thức; trên thực tế, nó được toàn cầu công nhận là cấu trúc chính của bộ nhớ. Tuy nhiên, người ta đã chỉ ra cách vùng này thực hiện hai hoạt động khác ngoài quá trình ghi nhớ: ức chế hành vi và định hướng không gian.

Hình minh họa hà mã

Hippocampus, từ hippocampus trong tiếng Latin, được phát hiện vào thế kỷ 16 bởi nhà giải phẫu học Giulio Cesare Aranzio. Tên gọi của nó là do cấu trúc của nó, giống như hình dạng của cá ngựa, hippocampus.

So sánh giữa hải mã mổ xẻ và cá ngựa

Ban đầu, có một số tranh cãi về giải phẫu của vùng não này và nó được đặt cho những cái tên khác nhau như "tằm" hay "sừng của ram". Tương tự như vậy, sự tồn tại của hai vùng khác nhau của vùng hải mã đã được đề xuất: "vùng hải mã lớn hơn" và "vùng hải mã nhỏ".

Hiện tại, phần này của hải mã đã bị bỏ qua và nó được phân loại là một cấu trúc đơn lẻ. Mặt khác, trong phát hiện của mình, hồi hải mã có liên quan đến khứu giác, và người ta bảo rằng cấu trúc não này chịu trách nhiệm xử lý và ghi lại các kích thích khứu giác.

Mãi cho đến năm 1900, khi, bởi Vladimir Bekhterev, hoạt động thực sự của cấu trúc được chứng minh và các chức năng bộ nhớ được thực hiện bởi hồi hải mã bắt đầu được nghiên cứu.

Giải phẫu và vị trí của hồi hải mã

Hồi hải mã là một vùng não nằm ở cuối vỏ não. Cụ thể, đó là một khu vực mà vỏ não thu hẹp thành một lớp tế bào thần kinh dày đặc.

Do đó, hồi hải mã là một vùng nhỏ được tìm thấy ở biên giới dưới của vỏ não, bao gồm các phần bụng và lưng.

Hình minh họa của một con hải mã

Do vị trí của nó, nó là một phần của hệ thống limbic, nghĩa là, của nhóm các vùng được tìm thấy trong vùng giáp với vỏ não và trao đổi thông tin với các vùng não khác nhau.

Hệ thống limbic. Nguồn: Anatomy & Physiology, Connexions, OpenStax College qua Wikimedia Commons

Một mặt, nguồn gốc chính của các yếu tố hướng tâm hồi hải mã là vỏ não ruột và nó liên kết chặt chẽ với một số lượng lớn các vùng của vỏ não. Cụ thể, vùng hồi hải mã dường như có liên quan mật thiết đến vỏ não trước trán và vùng vách ngăn bên.

Sự kết nối của hồi hải mã với những vùng này của vỏ não giải thích phần lớn các quá trình nhận thức và chức năng ghi nhớ được thực hiện bởi cấu trúc.

Mặt khác, hồi hải mã cũng được kết nối với các vùng dưới của não. Vùng này đã được chứng minh là nhận đầu vào điều hòa từ hệ thống serotonergic, dopaminergic và norepinephrine, và được kết nối mạnh mẽ với đồi thị.

Sinh lý học

Hippocampus

Hồi hải mã hoạt động thông qua hai chế độ hoạt động, mỗi chế độ có một mô hình hoạt động khác nhau và có sự tham gia của một nhóm tế bào thần kinh cụ thể. Hai phương thức hoạt động này là sóng theta và các dạng hoạt động không thường xuyên chính (LIA).

Sóng Theta xuất hiện trong trạng thái tỉnh táo và hoạt động, cũng như trong giấc ngủ REM. Trong thời gian này, tức là khi chúng ta thức hoặc trong giai đoạn ngủ REM, hồi hải mã hoạt động thông qua các sóng dài và không đều do các tế bào thần kinh hình tháp và tế bào hạt tạo ra.

Về phần mình, hoạt động bất thường xuất hiện trong khi ngủ (trừ giai đoạn REM) và trong những khoảnh khắc bất động (khi chúng ta ăn và nghỉ ngơi).

Tương tự như vậy, có vẻ như sóng chậm góc là những sóng có liên quan chặt chẽ nhất đến quá trình ghi nhớ.

Bằng cách này, những giây phút nghỉ ngơi sẽ là chìa khóa để hồi hải mã có thể lưu trữ và giữ lại thông tin trong cấu trúc não của nó.

Chức năng của hồi hải mã

Hippocampus (đỏ)

Giả thuyết ban đầu cho rằng hồi hải mã thực hiện các chức năng liên quan đến khứu giác đã bị thay thế. Trên thực tế, sự sai lệch về chức năng có thể có của vùng hải mã đã được chứng minh và người ta đã chứng minh rằng, mặc dù thực tế là vùng này nhận đầu vào trực tiếp từ khứu giác, nhưng nó không tham gia vào hoạt động của giác quan.

Trong những năm qua, hoạt động của hồi hải mã có liên quan đến việc thực hiện các chức năng nhận thức. Hiện tại, chức năng của vùng này tập trung vào 3 khía cạnh chính: ức chế, trí nhớ và không gian.

Lần đầu tiên trong số này xuất hiện vào những năm 1960 thông qua lý thuyết ức chế hành vi của O'keefe và Nadel. Theo nghĩa này, sự tăng động và khó ức chế được quan sát thấy ở những động vật có tổn thương ở vùng hải mã đã phát triển dòng lý thuyết này và liên hệ chức năng của vùng hải mã với sự ức chế hành vi.

Về trí nhớ, nó liên quan đến bài báo nổi tiếng của Scoville và Brenda Milner, trong đó mô tả cách thức phẫu thuật phá hủy vùng hồi hải mã ở một bệnh nhân mắc chứng động kinh gây ra chứng hay quên ngược dòng và rất nghiêm trọng.

Chức năng thứ ba và cũng là chức năng cuối cùng của hồi hải mã được khởi xướng bởi lý thuyết "bản đồ nhận thức" của Tolman và khám phá của O'Keefe rằng các tế bào thần kinh trong hồi hải mã của chuột dường như thể hiện hoạt động liên quan đến vị trí và tình hình không gian.

Hippocampus và ức chế

Gần đây, người ta đã phát hiện ra vai trò của hồi hải mã trong việc ức chế hành vi. Trên thực tế, tính năng này vẫn đang được điều tra.

Các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào việc kiểm tra một vùng cụ thể của hải mã được gọi là hippocampus bụng. Trong cuộc điều tra về vùng nhỏ này, người ta đã công nhận rằng vùng hồi hải mã có thể đóng một vai trò quan trọng trong cả việc ức chế hành vi và sự phát triển của chứng lo âu.

Nghiên cứu quan trọng nhất về các chức năng này đã được Joshua A. Gordon tiến hành vài năm trước. Tác giả đã ghi lại hoạt động điện của vùng hải mã bụng và vỏ não trung gian trước trán ở chuột bằng cách khám phá các môi trường khác nhau, một số trong đó gợi ra phản ứng lo lắng ở động vật.

Nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm sự đồng bộ của hoạt động não giữa các vùng não, vì yếu tố này tạo thành dấu hiệu chuyển giao thông tin. Bởi vì hồi hải mã và vỏ não trước được kết nối với nhau, sự đồng bộ hóa rõ ràng trong tất cả các môi trường mà chuột tiếp xúc.

Tuy nhiên, trong các tình huống gây ra lo lắng ở động vật, người ta quan sát thấy rằng sự đồng bộ hóa giữa cả hai phần não bộ tăng lên.

Tương tự, nó cũng đã được chứng minh làm thế nào vỏ não trước trán trải qua sự gia tăng hoạt động nhịp điệu theta khi những con chuột ở trong môi trường tạo ra phản ứng sợ hãi hoặc lo lắng.

Sự gia tăng hoạt động theta này có liên quan đến sự giảm đáng kể hành vi khám phá của chuột, theo đó người ta kết luận rằng hồi hải mã là vùng phụ trách truyền thông tin cần thiết để ức chế một số hành vi nhất định.

Hippocampus và trí nhớ

Không giống như vai trò của vùng hippocampus trong việc ức chế, ngày nay có sự nhất trí cao về mặt khoa học khi khẳng định rằng vùng này tạo nên một cấu trúc quan trọng cho sự hoạt động và phát triển của trí nhớ.

Về cơ bản, người ta cho rằng hồi hải mã là cấu trúc não cho phép hình thành những ký ức mới về các sự kiện đã trải qua, cả tập truyện lẫn tự truyện. Theo cách này, người ta kết luận rằng hồi hải mã là vùng não cho phép học và lưu giữ thông tin.

Những giả thuyết này đã được chứng minh rộng rãi bằng nhiều cuộc điều tra khoa học thần kinh và trên hết là các triệu chứng do tổn thương ở vùng hải mã.

Tổn thương nghiêm trọng ở vùng này đã được chứng minh là gây ra những khó khăn sâu sắc trong việc hình thành ký ức mới và thường ảnh hưởng đến ký ức được hình thành trước khi bị thương.

Tuy nhiên, vai trò chính của hồi hải mã trong trí nhớ nằm ở việc học tập hơn là lấy lại thông tin đã lưu trữ trước đó. Trên thực tế, khi con người hình thành trí nhớ, đầu tiên nó được lưu trữ trong vùng hải mã, nhưng theo thời gian, thông tin sẽ truy cập vào các vùng khác của vỏ não thái dương.

Tương tự như vậy, hồi hải mã dường như không phải là một cấu trúc quan trọng trong việc học các kỹ năng vận động hoặc nhận thức (cách chơi một nhạc cụ hoặc giải các câu đố logic).

Thực tế này cho thấy sự hiện diện của các loại trí nhớ khác nhau, được chi phối bởi các vùng não khác nhau, do đó vùng hồi hải mã không bao gồm đầy đủ tất cả các quá trình ghi nhớ, nhưng một phần lớn trong số đó có.

Hippocampus và định hướng không gian

Nghiên cứu trong não chuột đã chỉ ra rằng hồi hải mã chứa một loạt tế bào thần kinh có "trường vị trí". Điều này có nghĩa là một nhóm tế bào thần kinh trong hồi hải mã kích hoạt điện thế hoạt động (truyền thông tin) khi con vật đi qua một địa điểm cụ thể trong môi trường của nó.

Tương tự như vậy, Edmund Rolls đã mô tả cách một số tế bào thần kinh trong hồi hải mã được kích hoạt khi con vật tập trung ánh nhìn vào một số khía cạnh của môi trường.

Do đó, các nghiên cứu với loài gặm nhấm đã chỉ ra rằng vùng hải mã có thể là vùng quan trọng trong việc phát triển khả năng định hướng và trí nhớ không gian.

Ở người, dữ liệu hạn chế hơn nhiều do những khó khăn đặt ra bởi loại nghiên cứu này. Tuy nhiên, "tế bào thần kinh tại chỗ" cũng được tìm thấy ở những đối tượng mắc chứng động kinh thực hiện một thủ thuật xâm lấn để xác định nguồn gốc cơn động kinh của họ.

Trong nghiên cứu, các điện cực được đặt trên đồi hải mã của các cá nhân và sau đó họ được yêu cầu sử dụng máy tính để điều hướng một môi trường ảo đại diện cho một thành phố.

Các bệnh liên quan

Các tổn thương ở vùng đồi thị tạo ra một loạt các triệu chứng, hầu hết chúng liên quan đến mất trí nhớ và đặc biệt là giảm khả năng học tập.

Tuy nhiên, các vấn đề về trí nhớ do chấn thương nặng không phải là bệnh duy nhất liên quan đến vùng hồi hải mã. Trên thực tế, bốn căn bệnh chính dường như có mối liên hệ nào đó với hoạt động của vùng não này. Đó là:

Thoái hóa não

Bộ não của bệnh nhân Alzheimer.

Cả sự lão hóa bình thường và bệnh lý của não đều có liên quan mật thiết đến vùng hồi hải mã.

Các vấn đề về trí nhớ liên quan đến tuổi tác hoặc sự suy giảm khả năng nhận thức trong tuổi già có liên quan đến việc giảm dân số tế bào thần kinh của vùng hải mã.

Mối quan hệ này trở nên đáng chú ý hơn nhiều trong các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer, trong đó quan sát thấy sự chết hàng loạt của các tế bào thần kinh trong vùng não này.

Nhấn mạnh

Vùng hồi hải mã chứa nhiều thụ thể mineralocorticoid, khiến vùng này rất dễ bị căng thẳng.

Căng thẳng có thể ảnh hưởng đến hồi hải mã bằng cách làm giảm khả năng hưng phấn, ức chế nguồn gốc và gây teo một số tế bào thần kinh của nó.

Những yếu tố này giải thích những vấn đề về nhận thức hoặc suy giảm trí nhớ mà chúng ta có thể gặp phải khi bị căng thẳng và chúng đặc biệt đáng chú ý ở những người bị rối loạn căng thẳng sau chấn thương.

Động kinh

Hồi hải mã thường là tâm điểm của các cơn động kinh. Xơ cứng hồi hải mã là loại tổn thương mô thường thấy nhất trong bệnh động kinh thùy thái dương.

Tuy nhiên, người ta vẫn chưa rõ liệu chứng động kinh xảy ra do bất thường trong hoạt động của vùng hải mã hay liệu các cơn động kinh có tạo ra các bất thường ở vùng hải mã hay không.

Tâm thần phân liệt

Tâm thần phân liệt là một bệnh phát triển thần kinh liên quan đến sự hiện diện của nhiều bất thường trong cấu trúc não.

Vùng liên quan nhiều nhất đến bệnh là vỏ não, tuy nhiên, vùng hồi hải mã cũng có thể rất quan trọng, vì nó đã được chứng minh rằng nhiều đối tượng mắc bệnh tâm thần phân liệt có sự sụt giảm đáng kể về kích thước của vùng này.

Người giới thiệu

1. Burgess N, Maguire EA, O'Keefe J. Vùng hải mã của con người và trí nhớ theo từng giai đoạn và không gian. Thần kinh 2002; 35: 625-41.
2. Chicurel ME, Harris KM Phân tích ba chiều về cấu trúc và thành phần của các gai đuôi gai phân nhánh CA3 và mối quan hệ tiếp hợp của chúng với các bó sợi rêu ở hải mã chuột. J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
3. Drew LJ, Fusi S, Hen R. Quá trình hình thành thần kinh trưởng thành ở vùng hải mã của động vật có vú: Tại sao lại có con quay có răng giả? Tìm hiểu Mem 2013; 20: 710-29.
4. Hales JB và cộng sự. Tổn thương vỏ não ruột trung gian chỉ phá vỡ một phần các tế bào vị trí hồi hải mã và bộ nhớ vị trí phụ thuộc vào hồi hải mã. Đại diện tế bào 2014; 9: 893-01.
5. Keefe JO, Nadel L. Hải mã như một bản đồ nhận thức. Oxford: Nhà xuất bản Clarendon. Năm 1978.
6. Kivisaari SL, Probst A, Taylor KI. Các giác mạc và hồi hải mã và vùng vành tai: Tổng quan về giải phẫu chức năng và giao thức phân đoạn của chúng trong hình ảnh MR Trong fMRI. Springer Berlin Heidelberg 2013. tr. 239-67.
7. Witter MP, Amaral DG. Vỏ não trong của khỉ: V hình chiếu đến các tuyến giáp hàm, hồi hải mã và phức hợp dưới thấu kính. J Comp Neurol 1991; 307: 437-59.