Hipocampo

Se a mitologia grega antiga chamava o hipocampo de senhor dos peixes, representando-o na forma de um monstro marinho - um cavalo com cauda de peixe, então o hipocampo do cérebro, que é sua estrutura importante, recebeu esse nome devido à semelhança de sua forma no plano axial com um peixe incomum em forma de agulha do gênero Hippocampus - um cavalo-marinho.

A propósito, o segundo nome da estrutura interna curva do lobo temporal do cérebro, dado a ela por anatomistas em meados do século XVIII – chifre de Amon (Cornu Ammonis), está associado ao deus egípcio Amon (na forma grega – Ammon), que era representado com chifres de carneiro.

A estrutura do hipocampo e suas estruturas

O hipocampo é uma estrutura complexa localizada nas profundezas do lobo temporal do cérebro, entre seu lado medial e o corno inferior do ventrículo lateral, formando uma de suas paredes.

As estruturas alongadas e interconectadas do hipocampo (dobras de substância cinzenta do arquicórtex que se dobram umas nas outras) estão localizadas ao longo do eixo longitudinal do cérebro, uma em cada um dos lobos temporais: o hipocampo direito e o hipocampo esquerdo contralateral. [ 1 ]

Em adultos, o tamanho do hipocampo — o comprimento da frente para trás — varia entre 40 e 52 mm.

As principais estruturas são o próprio hipocampo (Cornu Ammonis) e o giro dentado (Gyrus dentatus); os especialistas também distinguem o córtex subicular, que é uma área de substância cinzenta do córtex cerebral que envolve o hipocampo. [ 2 ]

O corno de Amon forma um arco, cuja parte rostral (anterior) é alargada e definida como a cabeça do hipocampo, que se curva para trás e para baixo, formando na face medial do lobo temporal o gancho do hipocampo ou uncus (do latim uncus - gancho) - (Uncus hippocampi). Anatomicamente, é a extremidade anterior do giro para-hipocampal (Gyrus parahippocampi), que se curva ao redor do próprio hipocampo e se projeta para o assoalho do corno temporal (inferior) do ventrículo lateral.

Também na parte rostral há espessamentos na forma de três ou quatro saliências separadas das circunvoluções corticais, que são chamadas de dedos hipocampais (Digitationes hippocampi).

A parte central da estrutura é definida como o corpo, e a parte chamada álveo constitui o assoalho do ventrículo lateral (corno temporal) do cérebro e é quase inteiramente coberta pelo plexo coroide, que é uma combinação da pia-máter e do epêndima (tecido que reveste a cavidade dos ventrículos). As fibras da substância branca do álveo são reunidas em feixes espessados na forma de uma franja ou fímbria (Fimbria hippocampi), que então passam para o fórnice cerebral.

Abaixo do hipocampo encontra-se sua principal saída, a parte plana superior do giro para-hipocampal, chamada subículo. Essa estrutura é separada por uma fissura rudimentar rasa ou sulco do hipocampo (Sulcus hippocampalis), que é uma continuação do sulco do corpo caloso (Sulcus corporis callosi) e corre entre os giros para-hipocampal e dentado. [ 3 ]

O giro dentado do hipocampo, também chamado de para-hipocampo, é um sulco côncavo de três camadas separado da fibrila e do subículo por outros sulcos.

Também deve-se ter em mente que o hipocampo e os giros dentados e para-hipocampais adjacentes, o subículo e o córtex entorrinal (parte do córtex do lobo temporal) formam a formação hipocampal - na forma de uma protuberância na parte inferior do corno temporal do ventrículo lateral.

Nesta zona – nas superfícies mediais de ambos os hemisférios cerebrais (Hemispherium cerebralis) – localiza-se um conjunto de estruturas cerebrais que fazem parte do sistema límbico do cérebro. O sistema límbico e o hipocampo, como uma de suas estruturas (juntamente com a amígdala, o hipotálamo, os gânglios da base, o giro cingulado, etc.), estão conectados não apenas anatomicamente, mas também funcionalmente. [ 4 ]

O hipocampo é suprido com sangue pelos vasos que irrigam os lobos temporais do cérebro, ou seja, pelos ramos da artéria cerebral média. Além disso, o sangue entra no hipocampo pelos ramos da artéria cerebral posterior e da artéria coroide anterior. E o fluxo de sangue passa pelas veias temporais – a anterior e a posterior.

Neurônios e neurotransmissores do hipocampo

O córtex heterogêneo do hipocampo - alocórtex - é mais fino que o córtex cerebral e consiste em uma camada molecular superficial (Stratum molecular), uma camada intermediária Stratum pyralidae (composta por células piramidais) e uma camada profunda de células polimórficas.

Dependendo das características da estrutura celular, o corno de Amon é dividido em quatro áreas ou campos diferentes (os chamados setores de Sommer): CA1, CA2, CA3 (a área do próprio hipocampo, coberta pelo giro dentado) e CA4 (no próprio giro dentado).

Juntos, eles formam um circuito (ou circuito) neural trissináptico, no qual as funções de transmissão dos impulsos nervosos são desempenhadas por neurônios hipocampais, em particular: neurônios piramidais excitatórios dos campos CA1, CA3 e subículo, característicos das estruturas das partes anteriores do cérebro. Os neurônios piramidais glutamatérgicos, que possuem dendritos (processos aferentes) e axônios (processos eferentes), são o principal tipo de célula do tecido nervoso do hipocampo.

Além disso, existem neurônios estrelados e células granulares concentradas na camada de células granulares do giro dentado; interneurônios GABAérgicos - neurônios intercalares multipolares (de associação) do campo CA2 e para-hipocampo; neurônios em cesta (inibitórios) do campo CA3, bem como os interneurônios OLM intermediários recentemente identificados na região CA1. [ 5 ]

Mensageiros químicos que são liberados das vesículas secretoras das células principais do hipocampo na fenda sináptica para transmitir impulsos nervosos às células-alvo – neurotransmissores ou neuromediadores do hipocampo (e de todo o sistema límbico) – são divididos em excitatórios e inibitórios. Os primeiros incluem glutamato (ácido glutâmico), norepinefrina (norepinefrina), acetilcolina e dopamina, os últimos – GABA (ácido gama-aminobutírico) e serotonina. Dependendo de quais neurotransmissores atuam nos receptores transmembrana nicotínicos (ionotrópicos) e muscarínicos (metabotrópicos) dos circuitos neurais do hipocampo, a atividade de seus neurônios é excitada ou suprimida. [ 6 ]

Funções

Qual é a responsabilidade do hipocampo cerebral? Quais funções ele desempenha no sistema nervoso central? Essa estrutura está conectada a todo o córtex cerebral por vias aferentes indiretas que passam pelo córtex entorrinal e pelo subículo e está envolvida no processamento de informações cognitivas e emocionais. Até o momento, a conexão mais conhecida entre o hipocampo e a memória é a seguinte: pesquisadores também estão descobrindo como o hipocampo e as emoções se conectam.

Os neurocientistas que estudam as funções do hipocampo o dividiram topograficamente em parte posterior ou dorsal e parte anterior ou ventral. A parte posterior do hipocampo é responsável pela memória e funções cognitivas, e a parte anterior é responsável pela manifestação das emoções. [ 7 ]

Acredita-se que a informação seja enviada de múltiplas fontes através das fibras nervosas comissurais (comissuras) do córtex do lobo temporal para o hipocampo, que codifica e integra. A partir da memória de curto prazo [ 8 ], forma-se a memória declarativa de longo prazo (sobre eventos e fatos) devido à potenciação de longo prazo, ou seja, uma forma especial de plasticidade neural - um aumento na atividade neuronal e na força sináptica. A recuperação de informações sobre o passado (memórias) também é regulada pelo hipocampo. [ 9 ]

Além disso, as estruturas hipocampais participam da consolidação da memória espacial e mediam a orientação espacial. Esse processo consiste no mapeamento cognitivo da informação espacial e, como resultado de sua integração no hipocampo, são formadas representações mentais da localização dos objetos. E para isso, existe até um tipo especial de neurônios piramidais – as células de lugar. Presumivelmente, elas também desempenham um papel importante na memória episódica – registrando informações sobre o ambiente em que certos eventos ocorreram. [ 10 ]

Quanto às emoções, a mais importante das estruturas cerebrais que estão diretamente relacionadas com elas é o sistema límbico e sua parte integrante – a formação hipocampal. [ 11 ]

E a este respeito, é necessário explicar o que é o círculo hipocampal. Esta não é uma estrutura anatômica do cérebro, mas a chamada cadeia límbica medial ou círculo emocional de Papez. Considerando o hipotálamo como a fonte da expressão emocional humana, o neuroanatomista americano James Wenceslas Papez, na década de 1930, apresentou seu conceito do caminho de formação e controle cortical das emoções e da memória. Além do hipocampo, este círculo incluía os corpos mamilares da base do hipotálamo, o núcleo anterior do tálamo, o giro cingulado, o córtex do lobo temporal que envolve o hipocampo e algumas outras estruturas. [ 12 ]

Estudos posteriores esclareceram as conexões funcionais do hipocampo. Em particular, a amígdala (Corpus amygdaloideum), localizada no lobo temporal (em frente ao hipocampo), foi reconhecida como o centro emocional do cérebro responsável pela avaliação emocional de eventos, pela formação de emoções e pela tomada de decisões emocionais. Como parte do sistema límbico, o hipocampo e a amígdala/amígdala atuam juntos em situações estressantes e quando surge um sentimento de medo. O giro para-hipocampal também está envolvido em reações emocionais negativas, e a consolidação de memórias emocionalmente expressas (assustadoras) ocorre nos núcleos laterais da amígdala. [ 13 ]

O hipotálamo e o hipocampo, localizados no mesencéfalo, possuem inúmeras conexões sinápticas, o que determina sua participação na resposta ao estresse. Assim, a parte anterior do hipocampo, fornecendo feedback negativo, controla as reações de estresse do eixo neuroendócrino funcional hipotálamo-hipófise-córtex adrenal. [ 14 ]

Em busca de uma resposta para a questão de como o hipocampo e a visão estão conectados, estudos neuropsicológicos estabeleceram o envolvimento do giro para-hipocampal e do córtex perirrinal (parte do córtex do lobo temporal medial) no reconhecimento visual de objetos complexos e na memorização de objetos.

E sabe-se exatamente quais são as conexões entre o hipocampo e o cérebro olfatório (Rinecéfalo). Primeiramente, o hipocampo recebe informações do bulbo olfatório (Bulbus olfactorius) – por meio da amígdala. Em segundo lugar, o gancho do hipocampo (uncus) é o centro olfatório do córtex cerebral e pode ser atribuído ao rinencéfalo. Em terceiro lugar, a área cortical responsável pelo olfato também inclui o giro para-hipocampal, que armazena informações sobre odores. [ 15 ] Leia mais – Olfato

Doenças do hipocampo e seus sintomas

Especialistas consideram o hipocampo uma estrutura cerebral bastante vulnerável; danos a ele (incluindo lesões cerebrais traumáticas) e doenças associadas podem causar vários sintomas — neurológicos e mentais.

Métodos modernos de neuroimagem ajudam a identificar alterações morfométricas no hipocampo (seu volume), que ocorrem com danos hipóxicos e certas doenças do cérebro, bem como com suas deformações de redução.

Um sinal clínico importante é considerado a assimetria hipocampal, uma vez que, presumivelmente, os hipocampos esquerdo e direito são afetados de forma diferente com o envelhecimento. De acordo com alguns estudos, o hipocampo esquerdo desempenha um papel importante na memória verbal episódica (reprodução de memórias pela fala), e o hipocampo direito desempenha um papel importante na consolidação da memória espacial. De acordo com medições, em pessoas com mais de 60 anos de idade, a diferença em seus volumes é de 16 a 18%; com a idade, aumenta e, nos homens, em comparação com as mulheres, a assimetria é mais pronunciada. [ 16 ]

Uma ligeira redução do hipocampo que ocorre com a idade é considerada normal: processos atróficos no lobo temporal medial e no córtex entorrinal começam a ocorrer mais perto dos 70 anos. Mas uma redução significativa no tamanho do "cavalo-marinho" do cérebro aumenta o risco de desenvolver demência, cujos primeiros sintomas se manifestam por breves episódios de perda de memória e desorientação. Leia mais no artigo - Sintomas de demência.

A redução do hipocampo é muito mais pronunciada na doença de Alzheimer. No entanto, ainda não está claro se isso é resultado dessa doença neurodegenerativa ou serve como pré-requisito para seu desenvolvimento. [ 17 ]

De acordo com pesquisas, pacientes com transtorno depressivo generalizado e transtornos de estresse pós-traumático apresentam redução bilateral e unilateral do volume do hipocampo em 10-20%. A depressão de longo prazo também é acompanhada por uma diminuição ou interrupção da neurogênese no hipocampo. [ 18 ] De acordo com neurofisiologistas, isso ocorre devido ao aumento dos níveis de cortisol. Esse hormônio é intensamente produzido e liberado pelo córtex adrenal em resposta ao estresse físico ou emocional, e seu excesso afeta negativamente os neurônios piramidais do hipocampo, prejudicando a memória de longo prazo. É por causa dos altos níveis de cortisol que o hipocampo diminui em pacientes com doença de Itsenko-Cushing. [ 19 ], [ 20 ]

• Leia também – Sintomas de estresse

Uma redução no número ou alteração das células nervosas do hipocampo também pode estar associada a processos inflamatórios (neuroinflamação) no lobo temporal do cérebro (por exemplo, na meningite bacteriana, na encefalite causada pelo vírus herpes simplex tipo I ou II) e à ativação de longo prazo da microglia, cujas células imunes (macrófagos) liberam citocinas pró-inflamatórias, proteinases e outras moléculas potencialmente citotóxicas.

O volume dessa estrutura cerebral pode diminuir em pacientes com gliomas cerebrais, uma vez que as células tumorais produzem o neurotransmissor glutamato no espaço extracelular, cujo excesso leva à morte dos neurônios do hipocampo.

Além disso, vários estudos com volumetria de ressonância magnética do hipocampo registraram sua redução em lesões cerebrais traumáticas, epilepsia, comprometimento cognitivo leve, doenças de Parkinson e Huntington, esquizofrenia, síndromes de Down e Turner. [ 21 ]

A nutrição insuficiente do tecido nervoso – hipotrofia hipocampal – pode ter etiologia isquêmica após acidentes vasculares cerebrais; na dependência de drogas, em particular na dependência de opioides, observa-se hipotrofia devido a distúrbios no metabolismo da dopamina por substâncias psicoativas.

Distúrbios causados pela deficiência de certos elementos afetam o trofismo do tecido nervoso de toda a formação hipocampal, afetando negativamente o funcionamento do sistema nervoso central. Assim, a vitamina B1 ou tiamina e o hipocampo estão ligados pelo fato de que, em casos de deficiência crônica dessa vitamina, os processos de formação da memória de curto prazo são interrompidos. Descobriu-se que, com uma deficiência de tiamina (cujo risco é aumentado em alcoólatras) no giro dentado e nos campos hipocampais CA1 e CA3, o número de neurônios piramidais e a densidade de seus processos aferentes podem diminuir, razão pela qual há falhas na transmissão dos impulsos nervosos. [ 22 ], [ 23 ] A deficiência de tiamina a longo prazo pode causar a síndrome de Korsakov.

A diminuição progressiva do volume do tecido nervoso com perda de neurônios – atrofia hipocampal – ocorre em quase as mesmas doenças, incluindo Alzheimer e Itsenko-Cushing. Os fatores de risco para seu desenvolvimento são considerados doenças cardiovasculares, depressão e estresse, estado epiléptico, diabetes mellitus, hipertensão arterial, [ 24 ] obesidade. E os sintomas incluem perda de memória (na doença de Alzheimer – até amnésia anterógrada ), [ 25 ], [ 26 ] dificuldades na execução de processos familiares, definição espacial e expressão verbal. [ 27 ]

Em caso de interrupção da organização estrutural das células dos campos do corno de Amon e da área do subículo e perda de alguns neurônios piramidais (atrofia) - com expansão do interstício e proliferação de células gliais (gliose) - a esclerose do hipocampo é determinada - esclerose mesial do hipocampo, esclerose mesial temporal ou esclerose mesial temporal. A esclerose é observada em pacientes com demência (causando perda de memória episódica e de longo prazo) e também leva à epilepsia temporal. [ 28 ] Às vezes, é definida como temporal límbica ou hipocampal, ou seja, epilepsia do hipocampo. Seu desenvolvimento está associado à perda de interneurônios inibitórios (GABAérgicos) (que reduz a capacidade de filtrar sinais aferentes do córtex entorrinal e leva à hiperexcitabilidade), interrupção da neurogênese e proliferação de axônios das células granulares da vilina dentada. Informações adicionais no artigo - Epilepsia e crises epilépticas - Sintomas

Como demonstra a prática clínica, tumores hipocampais são raramente encontrados nessa estrutura cerebral e, na maioria dos casos, trata-se de um ganglioglioma ou tumor neuroepitelial disembrioplásico – uma neoplasia glioneuronal benigna de crescimento lento, constituída principalmente por células gliais. Ocorre mais frequentemente na infância e na juventude; os principais sintomas são cefaleia e convulsões crônicas de difícil tratamento.

Anomalias congênitas do hipocampo

Em malformações do córtex cerebral como displasia cortical focal, hemimegalencefalia (aumento unilateral do córtex cerebral), esquizencefalia (presença de fendas corticais anormais), polimicrogiria (redução das circunvoluções), bem como heterotopia nodular periventricular acompanhada de convulsões e distúrbios visoespaciais, observa-se uma diminuição do hipocampo.

Pesquisadores descobriram um aumento anormal da amígdala e do hipocampo na presença da síndrome do autismo infantil precoce. O aumento bilateral do hipocampo é observado em crianças com lisencefalia cerebral, espessamento anormal das circunvoluções (paquigiria) ou com heterotopia laminar subcortical – duplicação do córtex cerebral, cuja manifestação são crises epilépticas. Mais informações nos materiais:

• Defeitos de desenvolvimento do cérebro
• Disgenesia cerebral

Associada ao subdesenvolvimento cerebral, a hipoplasia do hipocampo e, frequentemente, do corpo caloso é encontrada em recém-nascidos com encefalopatia grave com mutação no gene WWOX, que codifica a enzima oxidorredutase. Essa anomalia congênita, que leva à morte precoce, é caracterizada pela ausência de movimentos espontâneos no bebê e pela ausência de resposta a estímulos visuais, bem como por convulsões (que surgem várias semanas após o nascimento).

A inversão do hipocampo – uma mudança em sua posição e forma anatômica – também representa um defeito no desenvolvimento intrauterino do próprio hipocampo (Cornu Ammonis), cuja formação a partir das dobras da substância cinzenta do arquicórtex é concluída na 25ª semana de gestação.

A inversão hipocampal incompleta, também conhecida como má rotação hipocampal ou inversão hipocampal com má rotação, é a formação de um hipocampo esférico ou piramidal, mais frequentemente observado no lobo temporal esquerdo – com diminuição de tamanho. Alterações morfológicas nos sulcos adjacentes podem ser observadas. A anomalia é detectada em pacientes com e sem convulsões, com e sem outros defeitos intracranianos.

Um cisto hipocampal também é uma anomalia congênita – uma pequena cavidade preenchida por líquido cefalorraquidiano (um espaço perivascular dilatado limitado por uma parede fina) de formato arredondado. Cistos hipocampais residuais, sinônimo – cistos de sulco remanescente (Sulcus hippocampalis), são formados durante a involução incompleta da fenda embrionária do hipocampo durante o desenvolvimento intrauterino. A localização característica dos cistos é na lateral, na parte superior do sulco hipocampal, entre o corno de Amônio e o giro dentário. Eles não se manifestam de forma alguma e são mais frequentemente descobertos acidentalmente durante exames de ressonância magnética de rotina do cérebro. De acordo com alguns dados, eles são detectados em quase 25% dos adultos.

O Hipocampo e o Coronavírus

Desde o início da disseminação da covid-19, os médicos notaram esquecimento, ansiedade e depressão em muitos pacientes recuperados e frequentemente ouvem reclamações de "confusão mental" e aumento da irritabilidade.

Sabe-se que o coronavírus que causa a covid-19 entra nas células por meio de receptores no bulbo olfatório (Bulbus olfactorius), o que se manifesta como um sintoma conhecido como anosmia ou perda do olfato.

O bulbo olfatório está conectado ao hipocampo e, de acordo com pesquisadores de doenças neurodegenerativas da Associação de Alzheimer, danos a ele são responsáveis pelo comprometimento cognitivo observado em pacientes com covid-19, particularmente problemas de memória de curto prazo.

Houve um anúncio recente de que um estudo em larga escala sobre os efeitos do coronavírus no cérebro e as causas do declínio cognitivo começará em breve, envolvendo cientistas de quase quatro dúzias de países — sob a orientação técnica e coordenação da OMS.

Leia também: Coronavírus permanece no cérebro mesmo após recuperação

Diagnóstico de doenças do hipocampo

Os principais métodos de diagnóstico de doenças associadas a certos danos nas estruturas do hipocampo incluem o exame da esfera neuropsíquica, a ressonância magnética e a tomografia computadorizada do cérebro.

Os médicos preferem visualizar o hipocampo por meio de ressonância magnética: com imagens sagitais ponderadas em T1, coronais, axiais ponderadas em difusão, imagens axiais ponderadas em T2 de todo o cérebro e imagens coronais ponderadas em T2 dos lobos temporais. Para detectar alterações patológicas nos campos do próprio hipocampo, no giro dentado ou para-hipocampal, utiliza-se a ressonância magnética a 3T; ressonância magnética com campo mais alto também pode ser necessária. [ 29 ]

Também foram realizados: Ultrassonografia Doppler dos vasos cerebrais, EEG – encefalografia do cérebro.

Detalhes nas publicações:

• Epilepsia - Diagnóstico
• Transtorno Depressivo - Diagnóstico

Tratamento de doenças do hipocampo

Anomalias congênitas do hipocampo associadas ao subdesenvolvimento e às deformações redutoras do cérebro não têm cura: as crianças estão fadadas à deficiência devido ao comprometimento cognitivo de vários graus de gravidade e aos distúrbios comportamentais associados.

Como tratar algumas das doenças listadas acima, leia nas publicações:

• Epilepsia - Tratamento
• Demência de Alzheimer - Tratamento
• Novos tratamentos para a doença de Alzheimer
• Tratamento da depressão
• Vitaminas para o cérebro

Nos casos em que os anticonvulsivantes, ou seja, os medicamentos antiepilépticos, não conseguem lidar com as crises de epilepsia do lobo temporal mesial, [ 30 ] recorrem ao último recurso - o tratamento cirúrgico.

As cirurgias incluem: hipocampectomia – remoção do hipocampo; ectomia limitada ou estendida da zona epileptogênica (ressecção ou excisão das estruturas afetadas); lobectomia temporal com preservação do hipocampo; ressecção seletiva do hipocampo e da amígdala (amigdalohipocampectomia). [ 31 ]

De acordo com estatísticas clínicas estrangeiras, em 50-53% dos casos após a cirurgia, as crises epilépticas nos pacientes cessam; 25-30% dos operados têm convulsões 3-4 vezes por ano.

Como treinar o hipocampo?

Como o hipocampo (seu giro dentado) é uma das poucas estruturas cerebrais onde ocorre a neurogênese ou regeneração neural (a formação de novos neurônios), o processo de deterioração da memória (desde que a doença subjacente seja tratada) pode ser influenciado positivamente pelo exercício.

Foi demonstrado que exercícios aeróbicos e qualquer atividade física moderada (especialmente na velhice) promovem a sobrevivência neuronal e estimulam a formação de novas células nervosas hipocampais. Aliás, o exercício reduz o estresse e melhora a depressão. [ 32 ], [ 33 ]

Além disso, a estimulação cognitiva, ou seja, exercícios mentais, ajuda a treinar o hipocampo: memorizar poemas, ler, resolver palavras cruzadas, jogar xadrez, etc.

Como aumentar o hipocampo, visto que ele diminui com a idade? Um método comprovado por pesquisadores são os exercícios físicos, graças aos quais a perfusão do hipocampo aumenta e a formação de novas células do tecido nervoso é mais ativa.

Como restaurar o hipocampo após o estresse? Pratique meditação mindfulness, uma prática de treinamento mental que visa desacelerar os pensamentos acelerados, liberar a negatividade e alcançar a calma para a mente e o corpo. Como mostraram os resultados de um estudo realizado por uma das universidades do Leste Asiático, a meditação ajuda a reduzir os níveis de cortisol no sangue.