Hippocampus

Die Verbindung des Hippocampus mit dem Gedächtnis wurde durch einen berühmten Bericht hergestellt. Dieser gab die Ergebnisse der Zerstörung der Hippocampi durch eine Operation (ein Versuch, epileptische Anfälle zu lindern) an. Das unerwartete Ergebnis der Operation war eine schwere anterograde und teilweise retrograde Amnesie. Der Patient konnte keine neuen Erinnerungen an die Ereignisse nach der Operation bilden und er konnte sich nicht an Ereignisse erinnern, die kurz vor der Operation stattgefunden hatten. Er erinnerte sich jedoch an Ereignisse, die viele Jahre zuvor stattgefunden hatten, bis zurück in seine Kindheit.

Dieser Fall stieß auf ein breites berufliches Interesse. Später wurden auch andere Patienten mit ähnlichen Schäden und Amnesie (verursacht durch Unfall oder Krankheit) untersucht. In Tausenden von Experimenten wurde die Physiologie von Veränderungen der synaptischen Verbindungen im Hippocampus nach Aktivität untersucht. Die Hippocampi spielen eine wichtige Rolle für das Gedächtnis. Die genaue Art dieser Rolle bleibt jedoch unklar.

Jüngste Rezensionen zeigen, wie der Hippocampus unsere Erinnerungen an vergangene Ereignisse zusammenfügt und uns hilft, uns an Aspekte komplexer Ereignisse zu erinnern.

Neuronen im Hippocampus der Ratte zeigen Aktivität, die mit der Position der Ratte in ihrer Umgebung zusammenhängt. Wie bei der Gedächtnistheorie gibt es inzwischen fast universelle Übereinstimmung darüber, dass die räumliche Kodierung eine wichtige Rolle bei der Funktion des Hippocampus spielt, aber die Einzelheiten werden breit diskutiert.

An frei beweglichen Ratten und Mäusen durchgeführte Studien haben gezeigt, dass viele Neuronen des Hippocampus "Platzfelder" haben, d.h. sie feuern Ausbrüche von Aktionspotenzialen ab, wenn eine Ratte einen bestimmten Teil der Umwelt durchquert. Beim Menschen wurden in einer Studie Zellen mit ortsspezifischen Feuermustern beobachtet. Bei Patienten mit arzneimittelresistenter Epilepsie wurden diagnostische Elektroden in ihren Hippocampus eingesetzt. Dann wurden sie mit Hilfe eines Computers in einer Virtual-Reality-Stadt bewegt.

Die Entdeckung von Ortzellen in den 1970er Jahren führte zu der Theorie, dass der Hippocampus als kognitive Karte fungieren könnte - eine neuronale Repräsentation der Anordnung der Umgebung. Die "Hypothese der kognitiven Karte" wurde durch jüngste Entdeckungen von Richtungszellen in verschiedenen Teilen des Nagergehirns, die stark mit dem Hippocampus verbunden sind, weiter vorangetrieben.

Der Hippocampus hat ein allgemein ähnliches Erscheinungsbild bei den Säugetieren, von Monotremsen wie dem Schnabeligel bis hin zu Primaten wie dem Menschen. Das Verhältnis von Hippocampusgrösse zu Körpergrösse nimmt zu: Bei Primaten ist es etwa doppelt so gross wie beim Schnabeligel. Es nimmt jedoch nicht annähernd so stark zu wie das Verhältnis von Neokortex zu Körpergrösse. Daher nimmt der Hippocampus bei Nagetieren einen größeren Anteil der Hirnrinde ein als bei Primaten.

Andere Wirbeltiere haben Bereiche, die zum Hippocampus von Säugetieren homolog sein können. Einige Insekten und Kopffüßer, wie z.B. der Oktopus, haben starke räumliche Lern- und Navigationsfähigkeiten. Diese scheinen anders zu funktionieren als das räumliche System der Säugetiere und haben sich unabhängig vom System der Säugetiere entwickelt.