Dokonce i lidé daleko od neurovědy pravděpodobně slyšeli něco o hipokampu. Jedná se o oblast mozku, která slouží jako důležité centrum paměti. Vytváří se v něm krátkodobá paměť a začíná její přeměna v paměť dlouhodobou.
Stejně jako jiné párové nervové struktury je duplikován v každé hemisféře: obě části jsou spojeny nervovými vlákny. Obvykle se jim však říká v jednotném čísle: hippocampus, nikoli hippocampi.
Jednou z hlavních funkcí hipokampu je prostorová orientace a paměť terénu. Obsahuje speciální buňky, které reagují na okolní krajinu. Říká se jim place neurony. Reagují na konkrétní místo a na přechod z jednoho prostředí do druhého, zapamatují si různé „mapy oblasti“ a vybaví si je, když se člověk vrátí tam, kde kdysi byl.
Hipokampus je nejdůležitější částí mozku pro vytváření vizuálně-prostorových konceptů. Zajímavé je například to, že u londýnských taxikářů, od kterých se vzhledem k povaze jejich profese vyžaduje, aby se naučili nazpaměť nespočet klikatých uliček, se zvětšuje velikost hipokampu, protože právě ten dostává další školení (jak bylo zjištěno od Maguire a kol., 2000).
Další typ navigačních neuronů – mřížkové neurony nebo mřížkové neurony – jsou umístěny v entorinální kůra, který je považován za součást hipokampu. Fungují na principu systému GPS: rozdělují prostor na šestiúhelníkové fragmenty, takže vypadá jako obrovská mřížka se souřadnicovými body. Jsou vzrušeni postupně, zatímco se jednotlivec pohybuje v prostoru. Na rozdíl od neuronů místa si mřížkové buňky nepamatují oblast, ale jednoduše nastavují souřadnicový systém, ve kterém je pro mozek vhodné popsat konkrétní krajinu a její vlastní pohyby*.
*Americký neurovědec John O’Keefe a norští vědci Mary-Britt a Edvard Moser obdrželi v roce 2014 Nobelovu cenu za objev prostorových neuronů.
V entorhinální kůře jsou další typy neuronů odpovědných za orientaci a paměť: neurony polohy hlavy, hraniční neurony, neurony rychlosti pohybu, kontextově citlivé neurony, které vystřelují v závislosti na minulosti (retrospektiva) nebo očekávané budoucnosti (vyhlídka).
Málokdy však najdeme v mozku struktury, které se specializují výhradně na jednu věc. Zvláště pokud se jedná o tak složité mentální funkce, jako je paměť. Hipocampus zde není výjimkou. Je součástí limbického systému: jedné z nejstarších struktur mozku, která je také zodpovědná za emoce a motivaci.
Limbický systém zahrnuje bazální ganglia, hipokampus, amygdalu, hypotalamus a hypofýzu. Někteří vědci se domnívají, že do tohoto systému patří také určité oblasti kůry (jako je cingulární kůra a insula).
Hipokampus – přesněji jeho přední část – se aktivně podílí na regulaci emocí.
O jeho emočních funkcích pojednává článek v Current Biology, který publikovali vědci z University of Toronto. Anett Schumacher a její kolegové experimentovali s chováním krys. Byl studován konflikt přístup-vyhýbání se.
Jedná se o standardní psychologický test, kdy si potřebujete vybrat, zda se zapojíte do nějaké stresové situace, nebo se jí pokusíte vyhnout. Výběr závisí na tom, jak moc se bojíte v aktuální situaci. Jste například pozváni na návštěvu, ale víte, že tam potkáte velmi nepříjemného člověka. Ale stále chcete navštívit a začnete naslouchat sami sobě. Velmi se bojíte stresu a nepohody, které mohou nastat v situaci nechtěného setkání?
Krysy reagují velmi podobně. Mohou se buď rozhodnout vstoupit do konfliktu s jinou krysou, nebo se mu vyhnout.
Ukázalo se, že pokud zvířata potlačují aktivitu neuronů v zóně CA1 hipokampu, snaží se vyhnout konfliktu. Pokud potlačíte aktivitu v jiné zóně hipokampu, v zóně CA3, pak se krysy naopak směle pustí do boje (tj. normálně CA3 konfliktům brání a CA1 je podporuje).
Obě tyto oblasti se podílejí na zpracování informací. Jde z gyrus dentatus hippocampu nejprve do CA3 a poté z CA3 do CA1. Pokud však jde o emoce, CA3 a CA1 jednají opačným způsobem: jeden je pro, druhý proti konfliktu.
Je zřejmé, že v životě o všem obvykle rozhoduje rovnováha a úměrná aktivita obou oblastí. Dá se předpokládat, že pokud se v chování projevuje patologická úzkost, pokud se z jakéhokoli, byť sebenepatrnějšího důvodu objeví silný strach a nechuť cokoli dělat, pak důvodem mohou být abnormality ve fungování hipokampu.
Než však plánujeme jakékoli nové metody léčby deprese a chronické úzkosti, musíme podrobněji prostudovat, jak hipokampus ovlivňuje emoční sféru lidí. Neméně zajímavé je, jak se navzájem ovlivňují ty funkce hipokampu, které jsou spojeny s pamětí a ty, které jsou spojeny s emocemi. Snad i díky němu se naše vzpomínky dělí na příjemné a nepříjemné.
Dříve se věřilo, že centrem hodnocení strachu a hrozeb byla amygdala. Později se však zjistilo, že amygdala je zodpovědná nejen za úzkost, ale i za další emoce, dokonce i za pocit slasti. U predátorů řídí amygdala také lovecké chování. Pravá a levá amygdala se liší funkcí. Elektrická stimulace pravé amygdaly tedy způsobuje převážně negativní emoce, strach a smutek. Stimulace levé – pozitivní (štěstí, potěšení).
Při hodnocení nebezpečí funguje hipokampus a amygdala harmonicky. Jak váš mozek určuje, jaké rozhodnutí učinit? Předpokládejme, že jdete lesem, cesta se stáčí a najednou si přímo pod nohama všimnete zakřivené čáry na zemi, která podezřele připomíná hada. Pro zjednodušení složitého procesu se během několika desetin sekundy odraz světla od tohoto zakřiveného objektu dostane do okcipitální kůry (zodpovědné za zpracování vizuální informace) a přemění se na smysluplný obraz.
Okcipitální kůra pak přenáší obraz dvěma směry: do hipokampu (který vyhodnotí, jak se objekt vztahuje k potenciálním hrozbám nebo příležitostem) a do prefrontálního kortexu do jiných částí mozku (pro podrobnější a časově náročnější analýzu).
Hipokampus okamžitě, pro každý případ, porovná obrázek s předměty ze seznamu nebezpečí „nejdřív uskoč, pak přemýšlej později“. Zakřivené tvary jsou na tomto seznamu, a proto je do amygdaly vyslán signál s vysokou prioritou: “Buďte opatrní!” Amygdala, která funguje jako vestavěný poplašný systém v mozku, přenáší obecné poplachové signály do jiných částí mozku a také speciální vysokorychlostní signál do nervového a hormonálního systému zapojeného do reakce bojuj nebo uteč ( Rasia-Filho, Londero a Achaval, 2000). A jen vteřinu poté, co si všimnete zakřiveného tvaru na zemi, instinktivně od něj odskočíte.
Při stresových reakcích uvolňují nadledvinky hormon kortizol. Stimuluje amygdalu a inhibuje hippocampus (který normálně amygdalu inhibuje). Kortizol potlačuje imunitní systém, aby snížil zánět v ráně. Navíc zvyšuje míru stresových reakcí.
V tomto okamžiku se reprodukční systémy dostanou do pozadí – to není čas na sex, když potřebujete utéct nebo se schovat. Totéž platí pro trávení: produkce slin se snižuje, motilita střev se zpomaluje, takže můžete pociťovat sucho v ústech a břišní potíže.
Když je nějaká událost vnímána jako negativní, hipokampus zajistí, že vzpomínka na ni bude uložena pro pozdější použití. „Po spálení mlékem foukají na vodu“ – toto rčení přímo souvisí s jeho prací. Někdy je taková ostražitost oprávněná, častěji však přehnaná a je řízena reakcemi amygdaly a hipokampu, způsobenými událostmi z minulosti, jejichž pravděpodobnost opakování je mizivá. Úzkost, kterou v důsledku toho pociťujete, je neužitečná a nepříjemná a způsobuje, že váš mozek a tělo přehnaně reagují na drobné podněty.
Paměť je aktivována díky skutečnosti, že velký soubor neuronů a synapsí začne pracovat v určitém vzoru. Pokud si vzpomenete na jednu věc, zatímco přemýšlíte o druhé (zvláště pokud je jedna z myšlenek extrémně příjemná nebo nepříjemná), amygdala a hippocampus automaticky vytvoří spojení mezi nervovými okruhy spojenými s těmito myšlenkami (Pare, Collins a Pelletier, 2002). A poté, když už pro vás paměť není při vědomí, vrátí se do paměti spolu s novými asociacemi.
Amygdala se navíc podílí na utváření implicitní paměti (stopy minulých zkušeností, které zůstávají mimo vědomé vnímání). Stává se aktivnější a stále více dává implicitním vzpomínkám odstíny strachu, čímž zvyšuje osobní úzkost (která přetrvává bez ohledu na situaci). A hipokampus je částí mozku, která hraje kritickou roli při vytváření explicitní paměti (jasné obrazy toho, co se skutečně stalo).
Je známo, že kortizol a příbuzné glukokortikoidní hormony oslabují již vytvořená synaptická spojení v hipokampu a inhibují tvorbu nových.
Navíc je hipokampus jednou z mála částí mozku schopných produkovat nové neurony. Tento proces se nazývá neurogeneze. Zvyšuje otevřenost paměťových sítí novému učení (Gould et al., 1999). A glukokortikoidní hormony do tohoto procesu zasahují, čímž brání hipokampu ve vytváření nových vzpomínek.
Proto je fungování hipokampu ovlivněno množstvím cukru v krvi. Vysoké hladiny a zhoršená glukózová tolerance (například v důsledku vysokého příjmu cukru v potravě) vyčerpávají hipokampus a brzdí jeho funkce. To může vést ke kognitivnímu poškození ve stáří (Messier a Gagnon, 2000). Proto je lepší se vyhnout konzumaci rafinovaného cukru a také potravinám s jeho vysokou koncentrací (zejména ve slazených nápojích).
Příliš citlivá amygdala a oslabený hipokampus jsou špatnou kombinací. Z tohoto důvodu se mohou negativní zkušenosti otisknout do implicitní paměti se všemi deformacemi a přeháněním, které nám horká amygdala poskytuje. Zároveň nebudeme mít přesné explicitní paměti. Budeme cítit něco takového: “Něco se stalo, nevím co, ale jsem velmi rozrušený.”
To může vysvětlovat, proč se lidé, kteří zažili traumatické zážitky, někdy distancují od toho, co se jim stalo, a přitom zůstávají přecitlivělí na jakékoli spouštěče, které jim připomínají, co se stalo na nevědomé úrovni. V méně extrémních situacích může několik zásahů z přestimulované amygdaly a oslabeného hipokampu vést k pocitu mírné úzkosti, který přetrvává většinu času bez zjevného důvodu.
- Anett Schumacher, Franz R. Villaruel, Alicia Ussling, Sadia Riaz, Andy C.H. Závětří. Ventrální hipokampální CA1 a CA3 diferenciálně zprostředkovávají naučený přístup – vyhýbání se konfliktům, 2018
- Richard Mendius, Rick Hanson. Praktická neurověda o štěstí, lásce a moudrosti, 2009.
- Neurogeneze: Mohou se v dospělém mozku objevit nové neurony?
- Nejdůležitější části mozku a jejich funkce
