Hipocampo
El hipocampo es una estructura cerebral que forma parte del sistema límbico y cuyas principales funciones son la formación de nuevos recuerdos –memoria– y la orientación espacial. Se ubica en el lóbulo temporal (una de las estructuras cerebrales superiores), pero también forma parte del sistema límbico y está implicado en funciones de las estructuras inferiores.
El hipocampo, del latín hippocampus, fue descubierto en el siglo XVI por el anatomista Giulio Cesare Aranzio. Debe su nombre a la apariencia de su estructura, la cual se asemeja a la forma del caballito de mar, hipocampo.
Anatomía y localización del hipocampo
El hipocampo constituye una región cerebral que se localiza en el extremo de la corteza. Específicamente, se trata de una zona donde el córtex se estrecha en una capa única de neuronas densamente empaquetadas.
De este modo, el hipocampo es una pequeña región que se encuentra en el borde inferior de la corteza cerebral, y que comprende porciones ventrales y dorsales.
Debido a su localización, forma parte del sistema límbico, es decir, del grupo de regiones que se encuentran en la región que limita con la corteza cerebral, e intercambia información con distintas regiones cerebrales.
Por un lado, la mayor fuente de aferencias del hipocampo es la corteza entorrinal y se encuentra fuertemente conectada con un gran número de regiones de la corteza cerebral. Específicamente, parece que el hipocampo guarda una estrecha relación con el córtex prefrontal y el área septal lateral.
La conexión del hipocampo con estas zonas de la corteza explica gran parte de los procesos cognitivos y las funciones de memoria que desempeña la estructura.
Por otro lado, el hipocampo también se encuentra conectado con las regiones inferiores del cerebro. Se ha demostrado que esta región recibe inputs moduladores de los sistemas serotoninérgico, dopaminérgico y de la norepinefrina, y está fuertemente conectada con el tálamo.
Funciones del hipocampo
Inhibición
El descubrimiento del papel del hipocampo en la inhibición conductual es bastante reciente. De hecho, esta función todavía está en fase de investigación.
Los últimos estudios se han centrado en examinar una región específica del hipocampo llamada hipocampo ventral. En la investigación de esta pequeña región, se ha postulado que el hipocampo podría tener un papel importante tanto en la inhibición conductual como en el desarrollo de la ansiedad.
El estudio más importante sobre estas funciones fue realizados hace pocos años por Joshua A. Gordon. El autor registró la actividad eléctrica del hipocampo ventral y la corteza prefrontal medial en ratones al explorar distintos entornos, algunos de los cuales provocaban respuestas de ansiedad a los animales.
El estudio se centró en buscar la sincronización de la actividad cerebral entre las regiones del cerebro, ya que este factor constituye un singo de transferencia de información. Como el hipocampo y la corteza prefrontal están conectados, la sincronización se hizo patente en todos los entornos en lo que se exponía a los ratones.
Sin embargo, en las situaciones que producían ansiedad a los animales, se observó que se incrementaba la sincronización entre ambas partes cerebrales.
Así mismo, también se demostró cómo la corteza prefrontal experimentaba un aumento de la actividad del ritmo theta cuando los ratones se encontraban en entornos que les producían respuestas de miedo o ansiedad.
Este aumento de la actividad theta se relacionó con una notable disminución del comportamiento de exploración de los ratones, por lo que se concluyó que el hipocampo es la región encargada de transmitir la información necesaria para inhibir ciertas conductas.
Memoria
A diferencia del papel que juega el hipocampo en la inhibición, hoy en día existe un elevado consenso científico en afirmar que esta región constituye una estructura vital para el funcionamiento y el desarrollo de la memoria.
Principalmente, se defiende que el hipocampo es la estructura cerebral que permite la formación de nuevos recuerdos de los acontecimientos experimentados, tanto episódicos como autobiográficos. De este modo, se concluye que el hipocampo es la zona del cerebro que permite el aprendizaje y la retención de la información.
Estas hipótesis han quedado ampliamente demostradas tanto por múltiples investigaciones neurocientíficas como, sobre todo, por la sintomatología que produce las lesiones en el hipocampo.
Se ha mostrado que lesiones severas en esta región producen profundas dificultades en la formación de nuevos recuerdos y a menudo afectan también a los recuerdos formados antes de la lesión.
No obstante, el papel principal del hipocampo en la memoria reside más en el aprendizaje que en la recuperación de información previamente almacenada. De hecho, cuando las personas formamos un recuerdo, este primeramente queda almacenado en el hipocampo pero con el paso del tiempo la información accede a otras regiones de la corteza temporal.
Así mismo, el hipocampo no parece ser una estructura importante en el aprendizaje de competencias motoras o cognitivas (cómo tocar un instrumento o resolver acertijos lógicos).
Este hecho pone de manifiesto la presencia de distintos tipos de memoria, las cuales están regidas por diferentes regiones cerebrales, por lo que el hipocampo no abarca todos los procesos de memoria al completo pero sí buena parte de ellos.
Orientación espacial
Ciertas investigación realizadas en cerebros de ratas han puesto de manifiesto que el hipocampo contiene una serie de neuronas que tienen “campos de lugar”. Esto quiere decir que un grupo de neuronas del hipocampo desencadenan potenciales de acción (transmiten información) cuando el animal pasa por un sitio concreto de su entorno.
Así mismo, Edmund Rolls describió cómo ciertas neuronas del hipocampo se activan cuando el animal focaliza su mirada en ciertos aspectos de su entorno.
De este modo, los estudios con roedores han puesto de manifiesto que el hipocampo podría ser una región vital en el desarrollo de la capacidad de orientación y la memoria espacial.
En humanos los datos son mucho más limitados debido a las dificultades que plantea este tipo de investigaciones. Sin embargo, también se encontraron “neuronas de lugar” en sujetos con epilepsia que realizaban un procedimiento invasivo para localizar la fuente de sus ataques.
En el estudio se colocaron electrodos en el hipocampo de los individuos y posteriormente se les pedía que emplearan un ordenador para desplazarse en un entorno virtual que representaba una ciudad.
Enfermedades relacionadas
Degeneración cerebral
Tanto el envejecimiento normal como patológico del cerebro parece estar estrechamente relacionado con el hipocampo.
Los problemas de memoria relativos a la edad o la disminución de las capacidades cognitivas que se experimentan durante la vejez, se relacionan con un decremento de la población neuronal del hipocampo.
Esta relación se hace mucho más notoria en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, en la que se observa una muerte masiva de las neuronas de esta región cerebral.
Estrés
El hipocampo contiene elevados niveles de receptores de los mineralocorticoides, por lo que esta región resulta muy vulnerable al estrés.
El estrés puede afectar al hipocampo reduciendo la excitabilidad, inhibiendo la génesis y produciendo atrofias de algunas de sus neuronas.
Estos factores explican los problemas cognitivos o los fallos de memoria que podemos experimentar cuando estamos estresados, y se hacen especialmente notorios entre las personas que padecen un trastorno de estrés postraumático.
Epilepsia
El hipocampo es con frecuencia el foco de los ataques epilépticos. La esclerosis del hipocampo es el tipo más comúnmente visible de daño tisular en la epilepsia del lóbulo temporal.
No obstante, no está claro si la epilepsia se produce debido a anormalidades en el funcionamiento del hipocampo o si los ataques epilépticos producen anormalidades en el hipocampo.
Esquizofrenia
La esquizofrenia es una enfermedad del neurodesarrollo que implica la presencia de numerosas anormalidades en la estructura cerebral.
La región más asociada con la enfermedad es la corteza cerebral, sin embargo, el hipocampo también podría resultar importante, ya que se ha mostrado como muchos sujetos con esquizofrenia presentan una disminución notables del tamaño de esta región.
Referencias
- Burgess N, Maguire EA, O’Keefe J. The human hippocampus and spatial and episodic memory. Neuron 2002; 35:625–41.
- Chicurel ME, Harris KM Three-dimensional analysis of the structure and composition of CA3 branched dendritic spines and their synaptic relationships with mossy fiber boutons in the rat hippocampus. J Comp Neurol 1999; 325: 169-82.
- Drew LJ, Fusi S, Hen R. Adult neurogenesis in the mammalian hippocampus: Why the dentate gyrus? Learn Mem 2013; 20: 710-29.