Hippocampe: fonctions, anatomie et pathologies (avec images)
L' hippocampe est une structure cérébrale faisant partie du système limbique et dont les fonctions principales sont la formation de nouvelles orientations mémoire-mémoire-et spatiales.
L'hippocampe cérébral est situé dans le lobe temporal (une des structures supérieures du cerveau), mais fait également partie du système limbique et participe aux fonctions des structures inférieures.
De nos jours, il est bien établi que les principales fonctions qu’il remplit sont liées aux processus cognitifs. En fait, l'hippocampe est mondialement reconnu comme la structure principale de la mémoire.
Cependant, il a été démontré que cette région exerce deux autres activités en plus des processus de mémorisation: l'inhibition du comportement et l'orientation spatiale.
L'hippocampe constitue une région du cerveau située à l'extrémité du cortex.
Plus précisément, il s’agit d’une zone où le cortex se termine en une seule couche de neurones densément chargés.
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 les parties ventrale et dorsale.
En raison de son emplacement, il fait partie du système limbique, c'est-à-dire du groupe de régions situées dans la région limitrophe du 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.
En particulier, il semble que l’hippocampe soit étroitement lié au cortex préfrontal et à la région septale latérale.
La connexion de l'hippocampe avec ces zones du cortex explique une grande partie des processus cognitifs et des fonctions de mémoire exécutées par la structure.
D'autre part, l'hippocampe est également connecté aux régions inférieures du cerveau.
En ce sens, il a été démontré comment cette région reçoit des entrées modulantes des systèmes sérotoninergique, dopaminergique et noradrénaline, et est fortement connectée au thalamus.
Physiologie de l'hippocampe
Comme nous l'avons dit, l'hypothèse initiale selon laquelle l'hippocampe remplit 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, bien que cette région reçoive des affections 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 est axée sur trois aspects principaux: l'inhibition, la mémoire et l'espace.
Le premier de ceux-ci est apparu dans les années 1960 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 porteurs de lésions de l'hippocampe ont développé cette ligne théorique et ont mis en relation le fonctionnement de l'hippocampe avec une inhibition comportementale.
En ce qui concerne la mémoire, elle a commencé à être reliée au célèbre article de Scoville et Brenda Milner, qui décrivait comment la destruction chirurgicale de l'hippocampe chez un patient atteint d'épilepsie provoquait une amnésie antérograde et une amnésie rétrograde très grave.
La troisième et dernière fonction de l'hippocampe a été initiée par les théories des "cartes cognitives" de Tolman et par la découverte par O'Keefe que les neurones de l'hippocampe de rats semblaient montrer une activité liée à la localisation et à la situation spatiale.
Hippocampe et inhibition
La découverte du rôle de l'hippocampe dans l'inhibition comportementale est relativement récente. En fait, cette fonction est toujours à l'étude.
En ce sens, des études récentes ont été consacrées à l’examen d’une région spécifique de l’hippocampe appelée hippocampe ventral.
Dans l'enquête sur cette petite région, il a été postulé que l'hippocampe pourrait jouer un rôle important à la fois dans l'inhibition du comportement et dans le développement de l'anxiété.
La plus importante étude sur ces fonctions a été réalisée il y a quelques années par Joshua A. Gordon.
L'auteur a enregistré l'activité électrique de l'hippocampe ventral et du cortex préfrontal médial chez des souris lors de l'exploration de différents environnements, dont certains ont provoqué des réactions d'anxiété chez les animaux.
L'étude s'est concentrée sur la recherche de la synchronisation de l'activité cérébrale entre les régions du cerveau, ce facteur constituant un transfert de données unique.
Lorsque l'hippocampe et le cortex préfrontal sont connectés, la synchronisation est apparue dans tous les environnements dans lesquels il a été exposé à des souris.
Cependant, dans les situations d'anxiété chez les animaux, il a été observé que la synchronisation entre les deux parties cérébrales était accrue.
De même, il a également été démontré comment le cortex préfrontal connaissait 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 augmentation de l’activité thêta étant liée à une diminution notable du comportement des souris en matière d’analyse, il a donc été conclu que l’hippocampe était 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 fort consensus scientifique pour affirmer que cette région constitue une structure vitale pour le fonctionnement et le développement de la mémoire.
Il est principalement avancé 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 manière, l’hippocampe est la zone du cerveau qui permet l’apprentissage et la conservation des informations.
Ces hypothèses ont été amplement démontrées à la fois par de multiples investigations neuroscientifiques et, surtout, par la symptomatologie qui produit des lésions dans l'hippocampe.
En ce sens, il a été démontré que les blessures graves dans cette région causent de profondes difficultés pour la formation de nouveaux souvenirs et affectent souvent 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 précédemment stockées.
En fait, il est avancé que, lorsque les gens forment une mémoire, celle-ci est d'abord stockée dans l'hippocampe, mais avec le temps, les informations accèdent à 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 révèle 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 mnésiques mais une bonne partie d'entre eux.
Hippocampe et orientation spatiale
Des recherches dans les cerveaux de rats ont montré que l’hippocampe contient une série de neurones dotés de "champs de positionnement".
Cela signifie qu'un groupe de neurones dans l'hippocampe déclenche des potentiels d'action (informations de transmission) lorsque l'animal passe à un endroit spécifique de son environnement.
De même, Edmund Rolls a décrit comment certains neurones de l'hippocampe sont activés lorsque l'animal focalise son regard sur certains aspects de son environnement.
De cette manière, des études sur des rongeurs ont montré que l’hippocampe pourrait 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 ce type de recherche pose.
Cependant, des "neurones de lieu" 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, il leur a été demandé d’utiliser un ordinateur pour voyager dans un environnement virtuel qui représente une ville.
Hippocampe et maladies connexes
Comme nous l'avons vu, les lésions de l'hippocampe produisent une série de symptômes, liés pour la plupart à une perte de mémoire et, surtout, à une 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, quatre maladies majeures semblent avoir un lien quelconque avec le fonctionnement de cette région cérébrale. Ceux-ci sont:
Dégénérescence cérébrale
Le vieillissement cérébral normal et pathologique semble être étroitement lié à l'hippocampe.
Ainsi, les problèmes de mémoire liés à l’âge ou à la diminution des capacités cognitives ressenties au cours de la vieillesse sont liés à une diminution de la population neuronale de l’hippocampe.
Cette relation devient beaucoup plus visible dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, dans lesquelles une mort massive des neurones de cette région cérébrale est observée.
Le stress
L'hippocampe contient de nombreux 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 défaillances de la mémoire que nous pouvons rencontrer lorsque nous sommes stressés. Ils deviennent particulièrement perceptibles chez les personnes qui souffrent du trouble de stress post-traumatique.
L'épilepsie
L'hippocampe est fréquemment la cible de crises d'épilepsie. La sclérose de l'hippocampe est le type de lésion tissulaire le plus communément observé dans l'épilepsie du lobe temporal.
Cependant, on ignore si l'épilepsie est due à des anomalies dans le fonctionnement de l'hippocampe ou si des crises d'épilepsie produisent des anomalies dans l'hippocampe.
La schizophrénie
La schizophrénie est une maladie neurodéveloppementale qui implique la présence de nombreuses anomalies dans la structure du cerveau.
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 avaient une diminution marquée de la taille de cette région.
