Er dorsale og ventrale hippocampus to forskellige strukturer?

Er dorsale og ventrale hippocampus funktionelt to distinkte strukturer?

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2822727/

Adfærdsmæssige-, anatomiske- og genekspressionsundersøgelser understøtter en funktionel segmentering i 3 hippocampale rum:
Dorsale, mellemliggende og ventrale hippocampus.
Dorsale (bagerste, posteriore i primater) hippocampus udfører primært kognitive funktioner.
Ventrale (forreste, anterior hos primater) relaterer sig til stress, følelser og affekt.
Genekspression i dorsale hippocampus korresponderer med kortikale regioner involveret i informationsbehandling, mens gener udtrykt i ventrale hippocampus korrelerer med regioner invoveret i følelser og stress (amygdala og hypothalamus).
Adfærdsmæssig evidens, genekspression og anatomiske projektionsmønstre tyder på, at hippocampus kan opdeles i en rostral (mod næsen)/caudal (bagtil) og dorsal (øvre)/ventral (nedre) udstrækning af hippocampus, altså i separate strukturer eller zoner.
Den mellemliggende region har overlappende karakteristika med de to andre regioner.
I dette studie foreslås det at hippocampus inddeles i rostral/caudal zoner i stedet for, som i de fleste andre studier (og de som jeg anvender) at den inddeles i dorsal/ventral zoner.
Hippocampus er involveret i nogle, men ikke alle typer hukommelse.
Fjernes hippocampus indvirker det på flere former af hukommelse, som episodisk hukommelse, rumlig læring eller kontekstuel frygt.
Anbringer man en rotte i et kammer hvor den udsættes for et mildt elektrisk stød samtidig med udsendelsen af en kort tone, stivner rotten (af skræk) når den igen anbringes i samme kammer, men ikke i et kammer som er helt anderledes end "torturkammeret".
Samme gør sig gældende, hvis rotten udsættes for tonen alene.
Beskadiges rottens hippocampus, udvises frygt ved lyden af tonen, men ikke ved anbringelse i torturkammeret, altså en mangel på kontekstuel frygt.
Denne selektivitet overfor kontekst antyder, at underskuddet af kontekstfrygt skyldes en fejl i kontekstbearbejdningen og ikke et generelt følelsesmæssigt underskud.
Kontekstuel frygtindlæring kræver en periode med udforskning, hvor stedneuronerne i hippocampus dannes, selv i fravær af eksplicit motivation.
Har dyret ikke udført en udforskning af kammeret før chokket, lærer den ikke kontekstfrygt.
Der er således gode beviser for, at hippocampus understøtter hukommelse og kognitive funktioner, der ikke har en følelsesmæssig/motiverende effekt.
Men det er ikke hele historien, idet hippocampus udøver en stærk kontrol over hypothalamus-hypofyse-binyre aksen (HPA aksen) og har en fremtrædende rolle i Papez' limbiske kredsløb.
Hos mennesker er en nedsat hippocampusvolumen og hippocampusdysfunktion forbundet med psykiske lidelser med stærke affektive komponenter som posttraumatisk stresslidelser, bipolar lidelse og depression.
På baggrund af en undersøgelse af datasæt blev det i 1998 (Moser og Moser) foreslået, at hippocampus kan inddeles i den dorsale (septale pol) og den ventrale (temporale port), hvor rumlig hukommelse synes at afhænge af den dorsale region og stressresponser/følelsesmæssig adfærd af den ventrale region i hippocampus.
Sammenhængen mellem hippocampus og følelser er derfor lige så slående som dens forhold til hukommelse.
Antallet af "stedfelter" (stedneuronersamlinger) er markant større i dorsale hippocampus end i ventrale hippocampus, hvilket også understøtter ideen om, at dorsale hippocampus behandler rumlig hukommelse.
Dorsale hippocampus kan endvidere opdeles i en venstre og højre side, idet ekspressionen af (stedneuron?)gener er 8 gange større i højre side end i venstre side af dorsale hippocampus.
Inaktiveres højre, men ikke venstre side, af dorsale hippocampus, ophæves genfinding af rumlig hukommelse.
I primater, og dermed også i mennesker, svarer de posteriore dele af hippocampus til gnaverens dorsale hippocampus, mens de anteriore dele er analoge med ventrale hippocampus.
Det blev i 1997 (Maguire et al.) påvist, at når taxachauffører husker komplekse ruter gennem en by, aktiveres (den højre, men ikke venstre) posteriore hippocampus, men ikke den anteriore hippocampus.
Genfinding af verbalt materiale aktiverer også fortrinsvis den menneskelige posteriore frem for den anteriore hippocampus, men nu viser den venstre større aktivitet end den højre.
Venstre posteriore hippocampus sporer fremkomsten af ny konceptuel information.
Konceptuel information er tilegnelse af regler, der kan styre adfærd i nye situationer.
Studier har påvist (Henke 1990. Kjelstrup et al. 2002.) at beskadigelse af ventrale hippocampus, men ikke dorsale hippocampus, medfører en reduktion i angst og at læsioner i ventrale hippocampus medfører en mindre stigning i kortikosteron i angstprægende situationer.
Rumlig (kontekstuel frygt) og ikke-rumlig (signaleret frygt) hukommelse kan testes i en
frygtkonditioneringsopgave, som den nævnt i begyndelsen.I præeksponeringsperioden (udforskningen af rummet) er farmakologiske manipulationer rettet mod dorsale hippocampus effektive.
I dorsale hippocampus blokerer NMDA antagonister infunderet i dorsale hippocampus tilegnelsen af kontekstuel frygt-hukommelse (eks: Et sted forbindes med et stød), men ikke ikke-rumlig (signaliseret (cued) frygt-hukommelse.
Ved blokering af NMDA receptorer forhindres en glutamaterg aktivering af neuronerne og konklusionen er dermed, at dorsale hippocampus medvirker i tilegnelsen af kontekstuel frygt.
Eksterne manipulationer af ventrale hippocamus ændrer frygtbetingning ved at fratage amygdala både dorsal- og ventral hippocampal information.
Amygdala har en meget generel rolle i medieringen af frygthukommelse og modtager kun direkte hippocampal input via ventrale hippocampus.
Dog er ideen om, at ventrale hippocampus ikke spiller nogen rolle i rumlig hukommelse, blevet udfordret af senere studier (Ferbinteanu et al. 2003 og Rudy & Matus-Amat 2005), hvor gentagen træning kunne overvinde underskuddet af rumlig hukommelse i beskadigede Ventral- og dorsale hippocampus.
I studiet fra 2005 anvendtes kontekst-præeksponeringsdesignet til at isolere kontekstlæring fra følelsesmæssig læring og forskerne fandt, at inaktivering af ventrale hippocampus før, og blokering af proteinsyntese umiddelbart efter, kontekst-præeksponering dæmpede fordelene ved præ-eksponering.
De gav ikke dyrene stød under præ-eksponeringen, hvorfor disse ventral hippocampus-effekter usandsynligt at være gennem affektiv behandlig.
Endelig havde infusion af proteinsyntesehæmmeren umiddelbart efter kontekst-chock-parringen ingen effekt på efterfølgende frygthukommelse, selvom dette er den periode hvor en affektiv hukommelse bør konsolideres.
Konklusionen er, at der findes betydelige data der understøtter teorien om, at hippocampus dorsale del (i mennesket den posteriore) specifikt er involveret i hukommelsesfunktion, og at hippocampus ventrale del (anteriore i mennesker) modulerer følelsesmæssige og affektive processer.
------
Den cytoarkiteknoniske, adfærdsmæssige og genekspressive opdeling af dorsale og ventrale hippocampus synes at fortsætte ned i subiculum, og er bevaret i subiculums output..