ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΥΟΛΖ ΔΠΗΣΖΜΧΝ ΤΓΔΗΑ ΣΜΖΜΑ ΗΑΣΡΗΚΖ ΔΡΓΑΣΖΡΗΟ ΦΤΗΟΛΟΓΗΑ ΓΗΔΤΘΤΝΣΖ: ΓΔΧΡΓΗΟ ΚΧΣΟΠΟΤΛΟ

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΥΟΛΖ ΔΠΗΣΖΜΧΝ ΤΓΔΗΑ ΣΜΖΜΑ ΗΑΣΡΗΚΖ ΔΡΓΑΣΖΡΗΟ ΦΤΗΟΛΟΓΗΑ ΓΗΔΤΘΤΝΣΖ: ΓΔΧΡΓΗΟ ΚΧΣΟΠΟΤΛΟ «In vitro ειεθηξνθπζηνινγηθή κειέηε ησλ κεραληζκώλ δηαθνξνπνίεζεο κεηαμύ δηαθξαγκαηηθνύ θαη θξνηαθηθνύ ηππνθάκπνπ σο πξνο ηελ παζνγέλεζε ηεο επηιεςίαο, ηελ ζπλαπηηθή εππιαζηόηεηα θαη ηε δηθηπαθή ξπζκνγέλεζε» ΜΟΥΟΒΟ Π. ΥΡΖΣΟ ΓΗΓΑΚΣΟΡΗΚΖ ΓΗΑΣΡΗΒΖ ΠΑΣΡΑ

2 2

3 ΣΡΗΜΔΛΖ ΤΜΒΟΤΛΔΤΣΗΚΖ ΔΠΗΣΡΟΠΖ ΠΑΠΑΘΔΟΓΧΡΟΠΟΤΛΟ ΚΧΝΣΑΝΣΗΝΟ, Δπίθνπξνο Καζεγεηήο, Δπηβιέπσλ, Δξγαζηήξην Φπζηνινγίαο, Σκεκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΒΟΤΚΔΛΑΣΟΤ ΓΔΧΡΓΗΑ, Δπίθνπξε Καζεγήηξηα, Δξγαζηήξην Φπζηνινγίαο, Σκεκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΚΧΣΟΠΟΤΛΟ ΓΔΧΡΓΗΟ, Καζεγεηήο, Δξγαζηήξην Φπζηνινγίαο, Σκεκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΔΠΣΑΜΔΛΖ ΔΞΔΣΑΣΗΚΖ ΔΠΗΣΡΟΠΖ ΑΠΡΟΓΗΝΖ ΔΤΣΤΥΗΑ, Αλαπιεξώηξηα Καζεγήηξηα, Δξγαζηήξην Φαξκαθνινγίαο, Σκήκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Θεζζαιίαο ΒΟΤΚΔΛΑΣΟΤ ΓΔΧΡΓΗΑ, Δπίθνπξε Καζεγήηξηα, Δξγαζηήξην Φπζηνινγίαο, Σκεκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΚΧΣΟΠΟΤΛΟ ΓΔΧΡΓΗΟ, Καζεγεηήο, Δξγαζηήξην Φπζηνινγίαο, Σκεκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΜΑΡΑΕΗΧΣΖ ΘΔΟΓΧΡΟ, Καζεγεηήο Νεπξνρεηξνπξγηθήο, Γηεπζπληήο Νεπξνρεηξνπξγηθήο Κιηληθήο Παλεπηζηεκηαθνύ Γεληθνύ Ννζνθνκείνπ Παηξώλ ΜΖΣΑΚΟΤ ΑΓΑΜΑΝΣΗΑ, Αλαπιεξώηξηα Καζεγήηξηα, Δξγαζηήξην Φπζηνινγίαο, Σκεκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΠΑΠΑΘΔΟΓΧΡΟΠΟΤΛΟ ΚΧΝΣΑΝΣΗΝΟ, Δπίθνπξνο Καζεγεηήο, Δξγαζηήξην Φπζηνινγίαο, Σκεκα Ηαηξηθήο, Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΦΑΡΡΟΠΟΤΛΟΤ ΑΗΚΑΣΔΡΗΝΖ, Καζεγήηξηα, Σκήκα Βηνινγηθώλ Δθαξκνγώλ θαη Σερλνινγηώλ, Παλεπηζηήκην Ησαλλίλσλ 3

4 «Γελ έπαπε λα εκβαζύλεη ηα αλεμεξεύλεηα κέξε ηεο ηέρλεο ηνπ, ζπάδνληαο ηα απνιηζσκέλα ζπκπιέγκαηα ησλ ηδεώλ θαη μαλαπηάλνληαο ηα πξάγκαηα από ηελ πεγή ηνπο. Γηαινγίδνληαλ κε πάζνο ηε θύζε ησλ αλέκσλ θαη ησλ πδάησλ, ηελ θηλεηηθόηεηα θαη ηελ αληίζηαζε ησλ ξεπζηώλ. ηνραδόηαλ πσο δεκηνπξγνύληαη νη ηξηθπκίεο θαη νη απαλεκηέο, πώο θπθινθνξνύλ ηα ριηαξά ξεύκαηα θαη πσο εθείλνη νη ακάιαγνη πνηακνί θπινύλε, κπζηεξηώδεηο, θαζαξνί αλάκεζα ζε ζθνηεηλά ηείρε αικπξό λεξό. Αλαινγίδνληαλ ηηο ηδηόηεηεο θαη ηα κεηαληώκαηα πνπ έρνπλ νη αύξεο, ηηο αβεβαηόηεηεο ησλ βπζώλ θαη ησλ δηαύισλ. Πίζηεπε πσο έλα θαξάβη πξέπεη θαηά θάπνην ηξόπν λα δεκηνπξγείηαη από ηε γλώζε ηεο ζάιαζζαο θαη ζρεδόλ λα πιάζεηαη από ην θύκα ην ίδην. Υάξαδε παξάμελα ζρήκαηα πνπ θαζηζηνύζαλ γη απηόλ νξαηέο ηηο κπζηηθέο ηδηόηεηεο ηνπ πινίνπ ηνπ, αιιά δε κπνξνύζε λα αλαγλσξίζεη θαλείο ζε απηά ηίπνηα πνπ λα ζπκίδεη θαξάβη» 4

5 ην Γάζθαιό κνπ ηνπο γνλείο κνπ ηε γπλαίθα κνπ 5

6 ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΓΔΝΗΚΟ ΜΔΡΟ... 9 Α) ΑΝΑΣΟΜΗΑ ΣΟΤ ΗΠΠΟΚΑΜΠΟΤ... 9 Aδξή αλαηνκία-ηζηνξηθό ζεκείσκα... 9 Σπλδέζεηο ησλ πεξηνρώλ ηνπ ηππνθάκπνπ Β) ΦΤΗΟΛΟΓΗΑ ΣΟΤ ΗΠΠΟΚΑΜΠΟΤ Γηαθνξέο ζηηο δηαζπλδέζεηο ηνπ δηαθξαγκαηηθνύ θαη θξνηαθηθνύ ηππόθακπνπ-ππόζηξσκα γηα δηαθνξεηηθέο ιεηηνπξγίεο Ο ξόινο ηνπ δηαθξαγκαηηθνύ ηππνθάκπνπ ζηε κλήκε Πνηνο ν ξόινο ηνπ θξνηαθηθνύ ηππνθάκπνπ; Μνξηαθέο θαη ειεθηξνθπζηνινγηθέο δηαθνξέο θαηά ηνλ δηαθξαγκαηνθξνηαθηθό άμνλα ηνπ ηππόθακπνπ Ομέα θύκαηα Γ) EΠΗΛΖΦΗΑ Γεληθά ζηνηρεία Ταμηλόκεζε θξίζεσλ Τν εγθεθαινγξάθεκα ζηελ επηιεςία Η θύζε ηεο θξηηηθήο εθθόξηηζεο Μειέηε ηεο επηιεςίαο (in vivo) Μπνξεί λα κειεηεζεί ε επηιεπηνγέλεζε κε ηελ ηερληθή ηεο δηαηήξεζεο ηνκώλ in vitro; Γ) ΜΔΘΟΓΟΛΟΓΗΑ Θεσξεηηθά ζηνηρεία δεκηνπξγίαο δπλακηθώλ πεδίνπ ΔΗΓΗΚΟ ΜΔΡΟ Η ΔΗΑΓΧΓΖ ΚΟΠΟ ΜΔΘΟΓΟΗ ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ ΤΕΖΣΖΖ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΔΗΓΗΚΟ ΜΔΡΟ ΗΗ ΔΗΑΓΧΓΖ ΜΔΘΟΓΟΗ ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ ΤΕΖΣΖΖ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΔΗΓΗΚΟ ΜΔΡΟ ΗΗΗ ΔΗΑΓΧΓΖ ΜΔΘΟΓΟΗ ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ ΤΕΖΣΖΖ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΔΗΓΗΚΟ ΜΔΡΟ ΗV ΔΗΑΓΧΓΖ

7 ΜΔΘΟΓΟI AΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ ΤΕΖΣΖΖ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΠΔΡΗΛΖΦΖ SUMMARY

8 8

9 ΓΔΝΗΚΟ ΜΔΡΟ Α) ΑΝΑΣΟΜΗΑ ΣΟΤ ΗΠΠΟΚΑΜΠΟΤ (από ην βηβιίν The Rat Nervous System θεθ.21 Hippocampal formation David G. Amaral, Menno P. Witter θαη από ην βηβιίν The Synaptic Organization of the Brain θεθ. 11 Hippocampus Daniel Johnston, David G. Amaral) Aδπή αναηομία-ιζηοπικό ζημείυμα Ο ηππόθακπνο πήξε ηελ νλνκαζία ηνπ από ηελ νκνηόηεηα πνπ παξνπζηάδεη κε ηνλ νκώλπκν ζαιάζζην νξγαληζκό. ηνλ άλζξσπν απνηειεί κηα ελ ησ βάζεη δνκή ηνπ θξνηαθηθνύ ινβνύ ζρήκαηνο κηζνθέγγαξνπ ζπκκεηξηθή σο πξνο ηε κέζε γξακκή. Αδξά δηαθξίλεηαη ζε πξόζζην θαη νπίζζην ηππόθακπν. Σν πξόζζην ηκήκα εθηείλεηαη κέρξη ην θάησ θέξαο ηεο πιάγηαο θνηιίαο θαη ην νπίζζην κέρξη ην νπίζζην ηκήκα ηεο ππνκεζνιόβηαο πεξηνρήο. Σν πξόζζην ηκήκα είλαη ζαθώο κεγαιύηεξν από ην νπίζζην. ηνλ επίκπ ν ηππόθακπνο επίζεο έρεη ζρήκα C κε ηα δπν άθξα ηνπ παξόκνηα ζε κέγεζνο θαη νλνκάδνληαη ξαρηαίνο θαη θνηιηαθόο ηππόθακπνο. Ο πξόζζηνο ηππόθακπνο ηνπ αλζξώπνπ αληηζηνηρεί ζηνλ θνηιηαθό ηνπ επίκπνο θαη ν νπίζζηνο ζηνλ ξαρηαίν. Ο ξαρηαίνο ηππόθακπνο ηνπ επίκπνο εθηείλεηαη σο ηνπο ππξήλεο ηνπ δηαθξάγκαηνο θαη ν θνηιηαθόο πξνο ηνλ θξνηαθηθό ινβό νπηζζνθνηιηαθά. Οη πξώηεο αλαηνκηθέο κειέηεο ηνπ ηππνθάκπνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ ζηηο αξρέο ηνπ πξνεγνύκελνπ αηώλα από ηνπο Ramon y Cajal θαη Lorente de No κε ηελ ηερληθή Golgi. H αξρηθή ζεσξία ήηαλ πσο ν ηππόθακπνο απνηειείηαη από ηηο ιεηηνπξγηθέο κνλάδεο ηνπ ζε παξάιιειε δηάηαμε θάζεηα ζηνλ επηκήθε άμνλά ηνπ. Γύν ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ηππνθάκπνπ θέληξηζαλ ην ελδηαθέξνλ ησλ εξεπλεηώλ θαη έδσζαλ κεγάιε ώζεζε ζηε κειέηε ηνπ. Αξρηθά ν ζεκαληηθόο ξόινο ηνπ ζηε κλήκε θαη ηε κάζεζε. Η πεξίπησζε ηνπ αζζελνύο Η.Μ ηε δεθαεηία ηνπ 1950 απνηέιεζε ην έλαπζκα. Δμαηηίαο θαξκαθναλζεθηηθήο επηιεςίαο, ν Η.Μ. ππνβιήζεθε ζε ζπκκεηξηθή ρεηξνπξγηθή εμαίξεζε ησλ ηππνθάκπσλ ηνπ ώζηε λα ζεξαπεπζεί. Οη θξίζεηο ζηακάηεζαλ αιιά πιένλ ν Η.Μ δε κπνξνύζε λα κάζεη θαηλνύξηεο πιεξνθνξίεο καθξνρξόληα. Σα επξήκαηα από ηνλ Η.Μ. αλαπαξάρζεζαλ έπεηηα θαη ζε άιινπο αζζελείο θαη θάλεθε πσο ν ηππόθακπνο απνηειεί κηα θξηηηθή δνκή γηα ηηο ιεηηνπξγίεο ηεο κλήκεο θαη ηεο κάζεζεο. Δπηπιεόλ, νη δπν πόινη ηνπ ηππνθάκπνπ εκπιέθνληαη ζε δηαθνξεηηθέο παξακέηξνπο ηεο βαζηθήο απηήο θπζηνινγηθήο ιεηηνπξγίαο. Σν θπηηαξηθό αλάινγν ηεο κλήκεο, ε καθξόρξνλε ελδπλάκσζε ησλ ζπλάςεσλ κειεηήζεθε ζηνλ ηππόθακπν πεξηζζόηεξν από θάζε άιιε εγθεθαιηθή δνκή. Σν δεύηεξν ηδηαίηεξν ραξαθηεξηζηηθό ηνπ ηππνθάκπνπ αλαθέξεηαη 9

10 ζε κηα λόζν πνπ πξνζβάιιεη ηνλ άλζξσπν, ηελ επηιεςία. Ο ηππόθακπνο είλαη ε πην επηιεπηνγόλνο δνκή ηνπ αλζξώπηλνπ εγθεθάινπ δειαδή παξνπζηάδεη ην ρακειόηεξν θαηώθιην γηα ηελ έθθξαζε θξηηηθώλ εθθνξηίζεσλ. Από ηνπο πην ζπρλνύο ηύπνπο επηιεςίαο είλαη εθείλε ηνπ θξνηαθηθνύ ινβνύ ζηελ νπνία ν ηππόθακπνο θαίλεηαη σο ε θξίζηκε δνκή γηα ηελ έλαξμε ησλ θξίζεσλ. Δπηπιένλ ππάξρεη δηαθνξεηηθή εππάζεηα ζηελ επηιεπηνγέλεζε θαη θαηά κήθνο ηνπ επηκήθε άμνλα ηνπ ηππνθάκπνπ κε ην πξόζζην ή θνηιηαθό ηκήκα ηνπ λα είλαη πεξηζζόηεξν επηιεπηνγόλν. Ο ηππόθακπνο απνηειεί ηκήκα ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ ν νπνίνο πεξηιακβάλεη ηηο αθόινπζεο δνκέο : ηελ νδνλησηή έιηθα, ηνλ ηππόθακπν κε ηηο ππνπεξηνρέο ηνπ CA3, CA2 θαη CA1, ην ππόζεκα, ην πξνππόζεκα θαη ην παξαππόζεκα θαη ηέινο ηνλ ελδνξξηληθό θινηό. Σν θξηηήξην γηα ηελ νκαδνπνίεζε ησλ παξαπάλσ πεξηνρώλ απνηέιεζε ε κνλόδξνκνο ζύλδεζή ηνπο. Αξρηθά έρνπκε ηελ πξνβνιή ησλ ππξακηδηθώλ λεπξώλσλ ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ κε ηε δηαηηηξαίλνπζα νδό ζηελ νδνλησηή έιηθα. Έπεηηα ηα θνθθώδε θύηηαξα ηεο νδνλησηήο έιηθαο πξνβάιινπλ κε ηηο βξπώδεηο ίλεο ηνπο ζηνπο δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ ηεο πεξηνρήο CA3. Απηά κε ηε ζεηξά ηνπο δίλνπλ ηνπο παξάπιεπξνπο θιάδνπο Schaffer πνπ ζπλάπηνληαη κε ηνπο θνξπθαίνπο δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ ηεο πεξηνρήο CA1. Tέινο ηα ππξακηδηθά θύηηαξα ηεο CA1 πξνβάιινπλ κέζσ ηνπ ππνζέκαηνο ζηνλ ελδνξξηληθό θινηό. ιεο νη παξαπάλσ ζπλάςεηο είλαη δηεγεξηηθέο θαη κνλόδξνκεο. Απνηεινύλ δε ην βαζηθό ηξηζπλαπηηθό θύθισκα ηνπ ηππνθάκπνπ (βαζηθή ιεηηνπξγηθή κνλάδα) πνπ επαλαιακβάλεηαη θαηά κήθνο ηνπ επηκήθε άμνλά ηνπ. Eηθ1. Τν βαζηθό ηξηζπλαπηηθό θύθισκα ην ηνπ ηππνθάκπνπ. Ο ηππόθακπνο δηαθξίζεθε από ην Lorente de No ζε ηξεηο πεξηνρέο ηε CA3, ηε CA2 θαη ηε CA1. O θύξηνο λεπξώλαο είλαη ην ππξακηδηθό θύηηαξν πνπ παξνπζηάδεη δηαθνξεηηθό κέγεζνο ζηηο ηξεηο πεξηνρέο θαη δηαθνξεηηθέο ζπλδέζεηο. Σα ππξακηδηθά θύηηαξα ηεο CA3 θαη ηεο CA2 είλαη παξόκνηνπ κεγέζνπο θαη κεγαιύηεξα από ηεο 10

11 CA1. Μόλν νη ππξακηδηθνί λεπξώλεο ηεο CA3 δέρνληαη ζπλδέζεηο από ηα θνθθώδε θύηηαξα ηεο νδνλησηήο έιηθαο. Με βάζε ηηο παξαπάλσ δηαθνξέο έγηλε ε δηάθξηζε ησλ πεξηνρώλ ηνπ ηππνθάκπνπ. H δνκή θαηά ζηηβάδεο είλαη παξόκνηα ζηηο πξναλαθεξζείζεο πεξηνρέο ηνπ ηππνθάκπνπ. Πην ζπγθεθξηκέλα ηα ππξακηδηθά θύηηαξα δηαηηάζνληαη ζηελ ππξακηδηθή ζηηβάδα (st. pyramidale). Δλ ησ βάζεη απηήο βξίζθεηαη θαηά ζεηξά αξρηθά ε αθπηηαξηθή πνιπκνξθηθή ζηηβάδα (st. oriens) θη έπεηηα ε ζθάθε (alveus) πνπ πεξηέρεη ηνπο λεπξάμνλεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ. Μόλν ζηε CA3 πεξηνρή επηθαλεηαθά ηεο ππξακηδηθήο ζηηβάδαο ππάξρεη ε δηαπγήο ζηηβάδα (st lucidum) πνπ πεξηέρεη ηηο βξπώδεηο ίλεο νη νπνίεο πξνέξρνληαη από ηελ νδνλησηή έιηθα. Δπηθαλεηαθά ηεο δηαπγνύο ζηηβάδαο ζηε CA3 θαη ηεο ππξακηδηθήο ζηηβάδαο ζηηο CA2 θαη CA1 βξίζθεηαη ε αθηηλσηή ζηηβάδα (st. radiatum). ηε CA3, ζηε ζηηβάδα απηή εληνπίδνληαη νη ζπλδεηηθέο (assotiational) ζπλδέζεηο κεηαμύ ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ. ηηο πεξηνρέο CA2 θαη CA1 πεξηέρνληαη νη ίλεο ηνπ Schaffer πνπ πξνέξρνληαη από ηα ππξακηδηθά θύηηαξα ηεο CA3 θαη ζπλάπηνληαη κε ηνπο δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ ηεο CA1. Tέινο ε πην επηθαλεηαθή ζηηβάδα είλαη ε κνξηώδεο (st moleculare) πνπ πεξηέρεη ηε δηαηηηξαίλνπζα νδό κε ίλεο από ηνλ ελδνξξηληθό θινηό. Οη βαζηθνί δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ εθηείλνληαη ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα ελώ νη θνξπθαίνη ζηελ αθηηλσηή. πγθξίλνληαο ηηο δπν πεξηνρέο CA3 θαη CA1, παξαηεξνύκε πσο ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα ηεο CA3 εθηείλεηαη κεγαιύηεξν πνζνζηό ηνπ κήθνπο ησλ δελδξηηώλ ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ ελώ ην αληίζεην ζπκβαίλεη γηα ηελ αθηηλσηή ζηηβάδα ηεο CA1 πεξηνρήο. Με άιια ιόγηα ην δελδξηηηθό ππνδεθηηθό πεδίν (νη δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ πεξηέρνπλ άθαλζεο ζηηο νπνίεο πξαγκαηνπνηνύληαη νη δηεγεξηηθέο ζπλάςεηο) είλαη κεγαιύηεξν ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα ηεο CA3 θαη ηελ αθηηλσηή ζηηβάδα ηεο CA1. Οη απαγσγέο ίλεο πνπ μεθηλνύλ από ηα ππξακηδηθά θύηηαξα ηνπ ηππνθάκπνπ θαη ην ππόζεκα θαη θαηεπζύλνληαη πξνο ππνθινηηθέο δνκέο, ζρεκαηίδνπλ ζηελ θνηιηαθή επηθάλεηα ηνπ ηππνθάκπνπ έλα ιεπηό ζηξώκα πνπ απνθαιείηαη ζθάθε (alveus). Oη παξαπάλσ ίλεο ζρεκαηίδνπλ ζην πιάγην πιεπξηθό ηκήκα ηνπ ηππνθάκπνπ ηνλ θξνζζό (fimbria). ηε κεηέπεηηα πνξεία ηνπο νη ίλεο απηέο ζπλαπνηεινύλ ηηο θνιώλεο ηεο ςαιίδαο (columns of fornix) πνπ δηράδεηαη θαη ην έλα ηκήκα ηεο λεπξώλεη ην δηαθξαγκαηηθό ππξήλα θαη άιιεο βαζηθέο δνκέο ηνπ πξόζζηνπ εγθεθάινπ ελώ ην 11

12 άιιν ηκήκα θαηεπζύλεηαη πξνο ην δηεγθέθαιν. Σόζν ε ςαιίδα όζν θαη ν θξνζζόο πεξηέρνπλ θαη ίλεο πξνζαγσγέο από ππνθινηηθέο δνκέο πξνο ηνλ ηππόθακπν. Δηθόλα 2. Σρεκαηηθέο παξαζηάζεηο ζηεθαληαίσλ ηνκώλ από ηνλ δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν, ζηηο νπνίεο θαίλνληαη πεξηνρέο, ζηηβάδεο θαη νδνί ηλώλ ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ επίκπνο. Α) so:stratum oriens: πνιπκνξθηθή ζηηβάδα; pcl:pyramidal cell layer: ζηηβάδα ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ; sl:stratum lucidum: δηαπγαζηηθή ζηηβάδα; sr:stratum radiatum: αθηηλσηή ζηηβάδα; s l-m:stratum lacunosum-moleculare: βνζξηώδεο-κνξηώδεο ζηηβάδα; alv:alveus:ζθάθε; ab:angular bundle: ηνμνεηδήο δεζκίδα; PaS:parasubiculum: παξα-ππόζεκα; PrS:presubiculum:πξν-ππόζεκα; ML,GL and PoDG: molecular, granule cell and polymorphic layers of the dentate gyrus: κνξηώδεο, θνθθηώδεο θαη πνιπκνξθηθή ζηηβάδα νδνλησηήο έιηθαο; S:subiculum: ππόζεκα Β) Πεξηγξαθή ησλ 3 δσλώλ ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο ηεο νδνλησηήο έιηθαο. Η έμσ δώλε δείρλεη ηελ πιεπξηθή νδό perforant (lpp), ε θεληξηθή πεξηνρή αληηζηνηρεί ζηελ ηειηθή δώλε ηεο θεληξηθήο νδνύ perforant (mpp) θαη ε εζσηεξηθή δώλε αληηζηνηρεί ζηε δώλε ηεξκαηηζκνύ ηεο ζπλεηξκηθήο/ζπλαξζξσηηθήο πξνβνιήο ηεο νδνλησηήο έιηθαο. fi: fribia: παξπθή; sl:stratum lucidum: δηαπγαζηηθή ζηηβάδα; mmp: medial perforant 12

13 pathway: έζσ δηαηεηξαίλνπζα νδόο; lpp: lateral perforant pathway: έμσ δηαηεηξαίλνπζα νδόο; com/assoc: commissural/associational: ζπλδεζκηθή/ζπλδεηηθή (Amaral θαη Witter, 1995). ςνδέζειρ ηυν πεπιοσών ηος ιπποκάμπος. CA3 πεπιοσή Οη άμνλεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ ηεο CA3 πεξηνρήο δηαθιαδίδνληαη έληνλα θαη παξέρνπλ θιάδνπο ζηηο πεξηνρέο CA3, CA2 θαη CA1 ηόζν ηνπ ίδηνπ ηππνθάκπνπ (ζπλδεηηθέο ίλεο-associational) όζν θαη ηνπ αληίπιεπξνπ (ζπλδεζκηθέο ίλεοcommisural). Κάπνηνη θιάδνη θαηαιήγνπλ ζηνλ πιεπξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα. Γελ παξαηεξνύληαη πξνβνιέο πξνο ην ππόζεκα, ην παξαππόζεκα θαη ηνλ ελδνξηληθό θινηό. Κάπνηα θύηηαξα ηεο CA3c πεξηνρήο θαη ηεο CA2 δίλνπλ πξνβνιέο ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα ηεο νδνλησηήο έιηθαο. Οη αλαθεξζείζεο πξνβνιέο πξνο ηε CA3 θαη CA2 νλνκάδνληαη ζπλδεηηθέο ζπλδέζεηο θαη νη πξνβνιέο ζηελ CA1 παξάπιεπξεο ίλεο ηνπ Schaffer. Oη πξνβνιέο ηεο CA3 πεξηνρήο ζηε CA1 πεξηνρή είλαη ηνπνγξαθηθά νξγαλσκέλεο. πγθεθξηκέλα θύηηαξα ηεο CA3 πνπ βξίζθνληαη πην θνληά ζηελ νδνλησηή έιηθα, πξνβάιινπλ ζε επίπεδα ηεο CA1 πνπ βξίζθνληαη πην δηαθξαγκαηηθά, ελώ απηά πνπ βξίζθνληαη θνληά ζηελ CA1 πξνβάιινπλ ζε πην θξνηαθηθά επίπεδα ηεο CA1. Σα ππξακηδηθά θύηηαξα ηεο CA3 πεξηνρήο πνπ βξίζθνληαη πην θνληά ζηελ νδνλησηή έιηθα ηείλνπλ λα πξνβάιινπλ πην ηζρπξά ζηα πην καθξηλά ζεκεία ηεο CA1, ζηα όξηα κε ην ππόζεκα, ελώ απηά πνπ βξίζθνληαη πην θνληά ζηε CA1 πξνβάιινπλ ζηα ππξακηδηθά ηεο CA1 πνπ βξίζθνληαη ζην όξην κε απηά ηεο CA2. Η CA3 πεξηνρή λεπξώλεη έληνλα ηόζν ηελ αθηηλσηή ζηηβάδα ηεο CA1 (θνξπθαίνη δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ) όζν θαη ηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα (βαζηθνί δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ). Οη ζπλδεηηθέο ζπλδέζεηο ζηελ CA3 πεξηνρή παξνπζηάδνπλ επίζεο κηα ζπζηεκαηνπνίεζε. Ππξακηδηθά θύηηαξα πνπ βξίζθνληαη πην θνληά ζηελ νδνλησηή έιηθα ζπλάπηνληαη κε άιια ππξακηδηθά θύηηαξα ζε κηα κηθξή πεξηνρή ηόζν θαηά ηνλ θάζεην όζν θαη θαηά ηνλ επηκήθε άμνλα ηνπ ηππόθακπνπ. Απελαληίαο, ππξακηδηθά θύηηαξα πνπ βξίζθνληαη κεζαία ζηελ CA3 ή θνληά ζηελ CA2 έρνπλ κία επξεία δώλε ζπλάςεσλ κε άιια ππξακηδηθά θαηά ηνπο δύν άμνλεο. ια ηα ππξακηδηθά θύηηαξα ηεο CA3 πεξηνρήο ζηέιλνπλ άμνλεο ηόζν ζηελ CA1 όζν θαη ζηνλ πιεπξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα. 13

14 Η CA3 πεξηνρή δέρεηαη θύξηα ππνθινητθή είζνδν από ηνλ δηαθξαγκαηηθό ππξήλα. Οη δηαθξαγκαηηθέο πξνβνιέο μεθηλνύλ από ην θεληξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα θαη ηνλ ππξήλα ηεο δηαγώληαο πεξηνρήο ηνπ Broca. Οη πξνβνιέο απηέο έρνπλ σο θύξην ζηόρν ηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα ηεο CA3, ελώ ζε κηθξόηεξν βαζκό θαηαιήγνπλ θαη ζηελ αθηηλσηή ζηηβάδα. Δπίζεο, ε CA3 πεξηνρή δέρεηαη λνξαδξελεξγηθή είζνδν από ηνλ ππνκέιαλα ηόπν. Οη λνξαδξελεξγηθέο ίλεο θαηαλέκνληαη ππθλόηεξα ζηε δηαπγή ζηηβάδα θαη ζην πην επηθαλεηαθό ηκήκα ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο. Η CA3 πεξηνρή δέρεηαη επίζεο δηάρπηε θαη αξαηή ζεξνηνλεξγηθή λεύξσζε, ελώ ππάξρνπλ θαη ιίγεο ληνπαληλεξγηθέο ίλεο. Οη ζεξνηνληλεγηθέο θαίλεηαη λα απνιήγνπλ επηιεθηηθά ζηνπο ελδνλεπξώλεο, νη νπνίνη έρνπλ άμνλεο πνπ λεπξώλνπλ ηνπο αθξαίνπο δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ. CA2 πεπιοσή ε αληίζεζε κε ηε CA3 πεξηνρή, ε πξνβνιή ηεο CA2 πεξηνρήο ζηελ CA1 είλαη αξαηή θαη δηάρπηε θαη όρη ζπζηεκαηνπνηεκέλε. Δπηπιένλ ε πξνβνιή ηεο CA2 πεξηνρήο ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα ηεο νδνλησηήο έιηθαο είλαη εληνλόηεξε ζε ζρέζε κε ηελ αληίζηνηρε πξνβνιή ηεο CA3. Oη ππνθινηηθέο ζπλδέζεηο ηεο CA2 είλαη θνηλέο κε ηεο CA3 αιιά ε CA2 δέρεηαη ηδηαίηεξα έληνλε είζνδν από ηκήκαηα ηνπ νπίζζηνπ ππνζαιάκνπ, ηελ ππεξζειώδε πεξηνρή θαη ηνλ θπκαηηνζειώδε ππξήλα. CA1 πεπιοσή Σν ζπλδεηηθό δίθηπν ηεο CA1 πεξηνρήο είλαη ηδαίηεξα θησρό ζε ζρέζε κε ην αληίζηνηρν ηεο CA3. Παιηόηεξα ππήξρε ε αληίιεςε πσο ε CA1 πεξηνρή δελ έρεη ζπλδεζκηθέο ζπλδέζεηο αιιά πιένλ είλαη γλσζηό όηη έλαο κηθξόο αξηζκόο λεπξώλσλ πξνβάιιεη ζηελ εηεξόπιεπξε CA1 πεξηνρή. Η CA1 πεξηνρή δέρεηαη αζζελέζηεξε πξνβνιή από ην δηαθξαγκαηηθό ππξήλα ζε ζρέζε κε ηελ CA3, αιιά ε ππθλόηεηα ηεο λεύξσζεο παξακέλεη πςειή ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα. πσο θαη ε CA3 πεξηνρή έηζη θαη ε CA1 δέρεηαη αζζελή λνξαδξελεξγηθή θαη ζεξνηνλεξγηθή λεύξσζε. Σν αθξαίν ηκήκα ηεο CA1 δέρεηαη πξνβνιή από ηελ ακπγδαιή, ε νπνία πεξηνξίδεηαη ζην θξνηαθηθό 1/3 ηκήκα. Δπίζεο ζηελ κνξηώδε ζηηβάδα θαηαιήγνπλ ίλεο πξνεξρόκελεο από ηνλ βαζηθνπιεπξηθό ππξήλα. Η ίδηα ζηηβάδα δέρεηαη ζεκαληηθή πξνβνιή από ηνλ ζπλαξζξσηηθό ππξήλα (nucleus reuniens) ηνπ ζαιάκνπ. Η CA1 πεξηνρή παξνπζηάδεη κεγαιύηεξν αξηζκό 14

15 εμσηεξηθώλ ζπλδέζεσλ ζε ζρέζε κε ηε CA3, δηόηη εθηόο από ππνθινηηθέο πεξηνρέο, όπσο ηνλ πιεπξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα, λεπξώλεη θαη αξθεηέο θινηηθέο. Η λεύξσζε απηή είλαη ηνπνγξαθηθά νξγαλσκέλε δηαθξαγκαην-θξνηαθηθά. πγθεθξηκέλα, ίλεο πνπ μεθηλνύλ από ηα δηαθξαγκαηηθά επίπεδα ηεο CA1 πεξηνρήο θαηαιήγνπλ ζηνλ νπηζζηνζπιεληθό θινηό, ηνλ πεξηξηληθό θινηό, ζηνλ πιεπξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα θαη ζηνλ ππξήλα ηεο δηαγώληαο πεξηνρήο ηνπ Broca. Απηέο νη πξνβνιέο είλαη ζρεδόλ εμνινθιήξνπ κνλόδξνκεο. Από ηα θεληξηθά δηαθξαγκαηνθξνηαθηθά επίπεδα ηεο CA1 πεξηνρήο πξνβάινπλ ίλεο εκπξόζζηα θαη θνηιηαθά ζηελ θαιππηξηθή ηαηλία γηα λα θαηαιήμνπλ ζηελ θνηιηαθή κνίξα ηεο ππεξαθηηλσηήο πεξηνρήο ηνπ θεληξηθνύ πξόζζηνπ θινηνύ (πξνκεηαηρκηαθό ζύζηεκα). Σέινο από ηα θξνηαθηθά επίπεδα ηεο CA1 πεξηνρήο πξνβάινπλ ίλεο ζηελ θαιππηξηθή ηαηλία, ζηελ ππεξαθηηλσηή πεξηνρή θαζώο θαη ζηνλ πξόζζην νζθξεηηθό ππξήλα, ηνλ νζθξεηηθό βνιβό, ηνλ επηθιηλή ππξήλα, ηνλ βαζηθό ππξήλα ηεο ακπγδαιήο θαη ηηο πξόζζηεο θαη ξαρηαηνθεληξηθέο ππνζαιάκηεο πεξηνρέο. H CA1 πεξηνρή παξέρεη δύν ελδντππνθακπηθέο πξνβνιέο, κηα πξνο ην ππόζεκα ηνπ ηππόθακπνπ θαη κηα πξνο ηηο βαζηέο ζηηβάδεο ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ. Οη άμνλεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ ηεο CA1 πεξηνρήο δηαπεξλνύλ ηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα θαη κέζσ ηεο ζθάθεο θαηαιήγνπλ ζην ππόζεκα. Η πξνβνιή απηή θαηαιήγεη ζην ππόζεκα ηνπνγξαθηθά νξγαλσκέλε ζε ζηήιεο. Σα ππξακηδηθά θύηηαξα ηεο CA1 πεξηνρήο πνπ βξίζθνληαη πην θνληά ζηε CA2 πεξηνρή, ζηέιλνπλ άμνλεο ζην αθξαίν 1/3 ηνπ ππνζέκαηνο, ελώ απηά πνπ βξίζθνληαη αθξαία πξνβάινπλ ζηελ πεξηνρή ηνπ ππνζέκαηνο πνπ βξίζθεηαη ζην όξην κε ηε CA1. H θεληξηθή κνίξα ηεο CA1 πεξηνρήο πξνβάιεη ζηελ θεληξηθή κνίξα ηνπ ππνζέκαηνο. Η πξνβνιή ηεο CA1 πεξηνρήο ζην ππόζεκα ραξαθηεξίδεηαη απνθιίλνπζα, δηόηη θάζε επίπεδν ηεο CA1 θαίλεηαη λα πξνβάιεη ζην 1/3 πεξίπνπ ηεο δηαθξαγκνην-θξνηαθηθήο έθηαζεο ηνπ ππνζέκαηνο. Οδονηυηή έλικα Οη ηξεηο ζηηβάδεο ηεο νδνλησηήο έιηθαο είλαη ε κνξηώδεο (ζρεηηθά αθπηηαξηθή), ε θνθθώδεο (ππξακηδηθά θύηηαξα δηαηεηαγκέλα ζε ζηήιεο) θαη ε πνιπκνξθηθή (θπηηαξηθή). Οη δπν πξώηεο πεξηβάιινπλ ηελ ηξίηε πνπ βξίζθεηαη ελ ησ βάζεη θαη ζρεκαηίδνπλ κηα δνκή ζε ζρήκα V ή U αλάινγα κε ην αλ αλαθεξόκαζηε ζην ξαρηαίν ή θνηιηαθό ηππόθακπν. Σν θύξην θύηηαξν ηεο νδνλησηήο έιηθαο είλαη ην θνθθώδεο θαη ν αξηζκόο ησλ θπηηάξσλ απηώλ εμαξηάηαη από ηελ ειηθία θαη ην είδνο 15

16 ηνπ αξνπξαίνπ ελώ είλαη κεγαιύηεξε δηαθξαγκαηηθά παξά θξνηαθηθά. Μεηαμύ ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ δελ παξεκβάιινληαη θύηηαξα ηεο γινίαο, κε απνηέιεζκα λα βξίζθνληαη ζε ζηελή επαθή. Σν δελδξηηηθό δέληξν (αθαλζσηνί δελδξίηεο) απηώλ ησλ θπηηάξσλ έρεη θσλνεηδέο ζρήκα θαη εμαπιώλεηαη ζην επηθαλεηαθό ζηξώκα ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο ηεο νδνλησηήο έιηθαο. Καηά κήθνο ηεο βαζηάο επηθάλεηαο ηεο θνθθώδνπο ζηηβάδαο βξίζθνληαη ηα θαιαζηνθόξα θύηηαξα (basket cells), ηα νπνία έρνπλ ππξακηδνεηδνύο ζρήκαηνο θπηηαξηθά ζώκαηα δηακέηξνπ 25-30κm θαη βξίζθνληαη κεηαμύ ηεο θνθθώδνπο θαη ηεο πνιπκνξθηθήο ζηηβάδαο. Ο άμνλαο ηνπο δηακνξθώλεη έλα δίθηπν γύξσ από ηα ζώκαηα ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ, ελώ ηνπο δηαθξίλεη έλαο θνξπθαίνο κε-αθαλζσηόο δελδξίηεο πνπ εηζέξρεηαη ζηε κνξηώδε ζηηβάδα θαη ρσξίδεηαη ζε αξθεηνύο θιάδνπο θαη 2-3 βαζηθνί δελδξίηεο πνπ δηαθιαδίδνληαη θαη εηζέξρνληαη ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα. ηελ ίδηα πεξηνρή κε ηα θαιαζηνθόξα θύηηαξα ππάξρνπλ θαη άιινη θπηηαξηθνί ηύπνη κε δηαθνξεηηθό κέγεζνο ζώκαηνο θαη δηάηαμε ησλ δελδξηηώλ ηνπο, πνπ έρνπλ ιεηηνπξγία αλαζηαιηηθώλ ελδνλεπξώλσλ (GABAεξγηθνί). Η κνξηώδεο ζηηβάδα απνηειείηαη από ηνπο δελδξίηεο ησλ θνθθσδώλ, ησλ θαιαζνεηδώλ, θαη δηάθνξσλ πνιπκνξθηθώλ θπηηάξσλ θαζώο θαη αμνληθά δέληξα από δηάθνξεο πεγέο. Γύν ηνπιάρηζηνλ ηύπνη θπηηάξσλ ππάξρνπλ ζηε κνξηώδε ζηηβάδα. Κύηηαξα βαζηά ζηε κνξηώδε ζηηβάδα κε πνιππνιηθό ή ηξηγσληθό ζρήκα ζώκαηνο κε άμνλα πνπ θαίλεηαη λα ζπλεηζθέξεη ζην θαιαζνεηδέο δίθηπν γύξσ από ην θνθθώδεο θύηηαξν. Σα θύηηαξα απηά έρνπλ κε-αθαλζσηνύο δελδξίηεο πνπ παξακέλνπλ θπξίσο κέζα ζηε κνξηώδε ζηηβάδα. Ο δεύηεξνο ηύπνο θπηηάξσλ κνηάδεη κε ηα chandelier αμν-αμνληθά θύηηαξα πνπ αλαγλσξίζηεθαλ αξρηθά ζην λενθινηό. Ολνκάδνληαη έηζη δηόηη ν άμνλαο ηνπο δηαζρίδεη ηε κνξηώδε ζηηβάδα θαη εηζέξρεηαη ζηελ θνθθώδε ζηηβάδα, δηαθιαδίδεηαη θαη θαηαιήγεη ζηνλ εθθπηηθό θώλν ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ κε ζπκκεηξηθέο ζπλάςεηο. Δπεηδή απηά ηα θύηηαξα εκθαλίδνληαη αλνζνζεηηθά γηα δείθηεο ηνπ GABA όπσο ε απνθαξβνμπιάζε ηνπ γινπηακηληθνύ νμένο (GAD) θαη ε παξβαιβνπκίλε, ζεσξείηαη όηη παίδνπλ ξόιν ζηνλ αλαζηαιηηθό έιεγρν ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ. Η πνιπκνξθηθή ζηηβάδα πεξηιακβάλεη κηα πνηθηιία λεπξηθώλ θπηηάξσλ, κε πην θνηλά ηα βξπώδε θύηηαξα (mossy cells). Σα βξπώδε θύηηαξα έρνπλ κεγάια ζώκαηα (25-35κm) κε ζπλήζσο ηξηγσληθό ή πνιππνιηθό ζρήκα. Σξεηο ή πεξηζζόηεξνη παρείο δελδξίηεο μεθηλνύλ από ην ζώκα θαη εθηείλνληαη ζε κεγάιεο απνζηάζεηο ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα. Σν θύξην ραξαθηεξηζηηθό απηώλ ησλ 16

17 θπηηάξσλ είλαη ε θάιπςε ησλ άκεζσλ δελδξηηώλ ηνπο κε πνιύ κεγάιεο θαη ζύλζεηεο άθαλζεο πνπ νλνκάδνληαη «αθαλζσηά εθθύκαηα» ( thorny excrescences ) θαη απνηεινύλ ηεο πεξηνρέο απόιεμεο ησλ βξπσδώλ ηλώλ. Δπηπιένλ ππάξρεη θη έλαο αξηζκόο αηξαθηνεηδώλ θπηηάξσλ κε θύξηεο δηαθνξέο κεηαμύ ησλ, ηνλ αξηζκό θαη ηελ ππθλόηεηα ησλ αθάλζσλ. Σέινο ππάξρνπλ κηθξά, θπθιηθά ή πνιππνιηθά θύηηαξα κε αζηεξνεηδέο δελδξηηηθό δέληξν (κε-αθαλζσηνί δελδξίηεο) θαη κε ηνπηθό δηαθιαδσκέλν αμνληθό πιέγκα. Από ηνλ θύξην θπηηαξηθό ηύπν ηεο νδνλησηήο έιηθαο, ηα θνθθώδε θύηηαξα, μεθηλνύλ ακκύεινη άμνλεο, νη νπνίνη πεξηγξάθεθαλ από ηνλ Ramon y Cajal θαη νλνκάζηεθαλ βξπώδεηο ίλεο. Κάζε βξπώδεο ίλα έρεη δηάκεηξν 0,2-0,5κm θαη δηαθιαδίδεηαη ζε 7 ιεπηόηεξνπο θιάδνπο ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα πξηλ εηζέιζεη ζηελ CA3 πεξηνρή. Οη θιάδνη πνπ παξακέλνπλ ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα ζπλάπηνληαη θπξίσο κε εγγείο δελδξίηεο ησλ βξπσδώλ θπηηάξσλ θαη βαζηθνύο δελδξίηεο θαιαζνεηδώλ θπηηάξσλ. Σα θνθθώδε θύηηαξα δέρνληαη έλαλ αξηζκό αλαζηαιηηθώλ επηδξάζεσλ από ηνπηθνύο ελδνλεπξώλεο. Αξρηθά, ηα θαιαζηνθόξα θύηηαξα δεκηνπξγνύλ έλα ππθλό πιέγκα GABA-εξγηθώλ απνιήμεσλ ζηελ νδνλησηή έιηθα πεξηνξηζκέλν ζηελ θνθθώδε ζηηβάδα. Οη απνιήμεηο απηώλ ησλ θπηηάξσλ ζρεκαηίδνπλ ζπκκεηξηθέο αλαζηαιηηθέο ζπλάςεηο, θπξίσο ζην ζώκα θαη ζηνπο θνξπθαίνπο δελδξίηεο ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ. Παξόιν ην κηθξό αξηζκό ησλ θαιαζνεηδώλ θπηηάξσλ ζε ζρέζε κε ηα θνθθώδε, είλαη γλσζηό όηη ην αμνληθό ηνπο πιέγκα εθηείλεηαη πεξίπνπ 400κm θαηά ηνλ θάζεην άμνλα θαη 1.1mm θαηά ην δηαθξαγκαην-θξνηαθηθό άμνλα, ζπλεπώο έλα θαιαζνεηδέο θύηηαξν επεξεάδεη πνιιά θνθθώδε. Δπηπιένλ ηα θνθθώδε θύηηαξα δέρνληαη αλαζηαιηηθή είζνδν από ηα αμναμνληθά chandelier-type θύηηαξα ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο, κέζσ ζπκκεηξηθώλ ζπλάςεσλ ζηνλ εθθπηηθό θώλν ηνπο. Σέινο κηα άιιε ελδνγελήο αλαζηαιηηθή πξνβνιή ζηελ νδνλησηή έιηθα είλαη νη GABA-εξγηθνί λεπξώλεο πνπ βξίζθνληαη ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα θαη ζπλεθθξάδνπλ ην πεπηίδην ζσκαηνζηαηίλε. Έλα ππθλό αμνληθό δίθηπν απηώλ ησλ λεπξώλσλ εμαπιώλεηαη θαη ζηα εμσηεξηθά 2/3 ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο δεκηνπξγώληαο ζπλάςεηο κε ηνπο απνκαθξπζκέλνπο δελδξίηεο ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ. Σν εζσηεξηθό 1/3 ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο ηεο νδνλησηήο έιηθαο δέρεηαη κηα πξνβνιή απνθιεηζηηθά από θύηηαξα ηεο πνιπκνξθηθήο ζηηβάδαο. Δπεηδή νη ίλεο απηήο ηεο πξνβνιήο πξνέξρνληαη ηόζν νκόπιεπξα όζν θαη εηεξόπιεπξα, νλνκάζηεθε ζπλδεηηθή/ζπλδεζκηθή πξνβνιή. Κύξηα θύηηαξα πνπ ζπκβάιινπλ ζε απηή ηελ 17

18 πξνβνιή είλαη ηα κεγάια βξπώδε θύηηαξα ηεο πνιπκνξθηθήο ζηηβάδαο, θαζέλα από ηα νπνία κπνξεί λα ζπλεηζθέξεη θιάδνπο ηόζν ζηελ ζπλεηξκηθή όζν θαη ζηε ζπλαξζξσηηθή πξνβνιή. Η πιεηνςεθία ησλ απνιήμεσλ απηήο ηεο πξνβνιήο ζρεκαηίδνπλ αζπκκεηξηθέο δηεγεξηηθέο ζπλάςεηο κε ηηο άθαλζεο ησλ δελδξηηώλ ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ. Δίλαη ραξαθηεξηζηηθό όηη ε πξνβνιή απηή είλαη πεξηζζόηεξν ηζρπξή ζε απνκαθξπζκέλα ζεκεία ηεο νδνλησηήο έιηθαο ζε ζρέζε κε ηελ πεξηνρή εθθίλεζεο. Δπηπιένλ, ε ζπλδεηηθή πξνβνιή δεκηνπξγεί ζπλάςεηο κε GABA-εξγηθνύο θαιαζνεηδείο λεπξώλεο νη νπνίνη κε ηε ζεηξά ηνπο αλαζηέιινπλ ηα θνθθώδε θύηηαξα. πλεπώο ε ζπλδεηηθή/ζπλδεζκηθή πξνβνιή κπνξεί λα ιεηηνπξγεί σο δηεγεξηηθή θαη ηαπηόρξνλα σο δηζπλαπηηθώο αλαζηαιηηθή. Δπηπιένλ ηα GABA-εξγηθά θύηηαξα πνπ ζπλεθθξάδνπλ ζσκαηνζηαηίλε θαίλεηαη λα έρνπλ έλα ηνπηθά πεξηνξηζκέλν δίθηπν απνιήμεσλ. πλεπώο νη βξπώδεηο ίλεο πνπ δηεγείξνπλ απηά ηα θύηηαξα πξνθαινύλ κηα άκεζε αλαζηνιή ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ ζε κηα ζηελή δώλε, ελώ ηαπηόρξνλα κέζσ ηεο ζπλεηξκηθήο νδνύ πξνθαινύλ δηέγεξζε ή αλαζηνιή ζε πην απνκαθξπζκέλα ζεκεία ηεο νδνλησηήο έιηθαο. Η νδνλησηή έιηθα πξνβάιεη απνθιεηζηηθά ζηελ CA3 πεξηνρή ηνπ ηππόθακπνπ κέζσ ησλ βξπσδώλ ηλώλ πνπ ζπλάπηνληαη ζηνπο δελδξίηεο ησλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ. Η θύξηα είζνδνο πξνέξρεηαη από ηνλ ελδνξηληθό θινηό, ελώ θακία θινηηθή πεξηνρή δελ πξνβάιιεη απεπζείαο ζηελ νδνλησηή έιηθα. Αληίζεηα ππάξρνπλ είζνδνη από ππνθινηηθέο πεξηνρέο όπσο ν δηαθξαγκαηηθόο ππξήλαο, ε ππεξζειώδεο πεξηνρή ηνπ νπίζζηνπ ππνζαιάκνπ θαη θάπνηνη κνλνακηλεξγηθνί ππξήλεο ηνπ εγθεθαιηθνύ ζηειέρνπο, θπξίσο ν ππξήλαο ηεο ξαθήο θαη ν ππνκέιαλαο ηόπνο. Η δηαθξαγκαηηθή πξνβνιή μεθηλά από ηνλ θεληξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα θαη ηνλ ππξήλα ηεο δηαγώληαο πεξηνρήο ηνπ Broca θαη θηάλεη ζηνλ ηππνθάκπεην ζρεκαηηζκό κέζσ ηεζζάξσλ νδώλ, ηνπ θξνζζνύ, ηεο ξαρηαίαο ςαιίδαο, ηεο ππεξηπιώδνπο ηαηλίαο θαη ηνπ ακπγδαινεηδνύο ζπκπιόθνπ. Οη δηαθξαγκαηηθέο ίλεο θαηαιήγνπλ ζε όιεο ηηο πεξηνρέο ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ κε ηδηαίηεξν εληνπηζκό ζηελ νδνλησηή έιηθα, όπνπ λεπξώλνπλ έληνλα ηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα θαη πην ήπηα ηελ κνξηώδε ζηηβάδα. Η πξνβνιή απηή είλαη ηνπνγξαθηθά νξγαλσκέλε. πγθεθξηκέλα, θύηηαξα πνπ βξίζθνληαη θεληξηθά ζηνλ θεληξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα έρνπλ ηελ ηάζε λα πξνβάιινπλ ζε δηαθξαγκαηηθά επίπεδα ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ, ελώ θύηηαξα πνπ βξίζθνληαη πην πιεπξηθά πξνβάιινπλ ζε θξνηαθηθά επίπεδα ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ. Σν 30-50% πεξίπνπ ησλ θπηηάξσλ ηνπ 18

19 θεληξηθνύ δηαθξαγκαηηθνύ ππξήλα θαη ην 50-75% ησλ θπηηάξσλ ηνπ ππξήλα ηεο δηαγώληαο πεξηνρήο ηνπ Broca είλαη ρνιηλεξγηθά. Σα δηαθξαγκαηηθά επίπεδα ηεο νδνλησηήο έιηθαο θαη ησλ άιισλ ηππνθακπηθώλ πεξηνρώλ ιακβάλνπλ ρνιηλεξγηθή λεύξσζε θπξίσο από ηνλ ππξήλα ηεο δηαγώληαο πεξηνρήο ηνπ Broca, ελώ ηα θξνηαθηθά επίπεδα θπξίσο από ηνλ θεληξηθό δηαθξαγκαηηθό ππξήλα. Σέινο πνιιά από ηα θύηηαξα ηνπ θεληξηθνύ δηαθξαγκαηηθνύ ππξήλα πνπ πξνβάιινπλ ζηελ νδνλησηή έιηθα θαη ζηηο άιιεο ηππνθακπηθέο πεξηνρέο πεξηέρνπλ ην έλδπκν GAD ζπλεπώο είλαη GABA-εξγηθά. Οη απνιήμεηο ηνπο θαηαιήγνπλ θπξίσο ζε κε ππξακηδηθά GABA-εξγηθά θύηηαξα. Η θύξηα ππνζαιακηθή πξνβνιή ζηελ νδνλησηή έιηθα πξνέξρεηαη από έλα πιεζπζκό κεγάισλ θπηηάξσλ πνπ πιαηζηώλνπλ ηνλ ζειώδε ππξήλα ζε κηα πεξηνρή πνπ νλνκάδεηαη ππεξζειώδεο. Η ππεξζειώδεο πξνβνιή λεπξώλεη έληνλα κηα ζηελή δώλε ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο επηθαλεηαθά ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ. Αληίζεηα ε γεληθόηεξε λεύξσζε ηεο κνξηώδνπο θαη πνιπκνξθηθήο ζηηβάδαο είλαη ήπηα. Η νδνλησηή έιηθα δέρεηαη λνξαδξελεξγηθή πξνβνιή από ηνλ ππνκέιαλα ηόπν, ε νπνία θαηαιήγεη θπξίσο ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα. Η ζεξνηνλεξγηθή πξνβνιή πνπ πξνέξρεηαη από ηνλ ππξήλα ηεο ξαθήο θαηαιήγεη επίζεο ζηελ πνιπκνξθηθή ζηηβάδα, αιιά πεξηνξίδεηαη ζηελ πεξηνρή αθξηβώο θάησ από ηα θνθθώδε θύηηαξα. Οη ζεξνηνλεξγηθέο ίλεο θαηαιήγνπλ θπξίσο ζε κηα ηάμε ελδνλεπξώλσλ ηεο νδνλησηήο έιηθαο πνπ επεξεάδνπλ θπξίσο ηνπο απνκαθξπζκέλνπο δελδξίηεο ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ. Δπίζεο ε νδνλησηή έιηθα δέρεηαη κηθξή θαη δηάρπηε ληνπακηλεξγηθή πξνβνιή πνπ πξνέξρεηαη από θύηηαξα ηεο θνηιηαθήο θαιππηξηθήο πεξηνρήο. Η κόλε έμνδνο ηεο νδνλησηήο έιηθαο είλαη ε πξνβνιή κέζσ ησλ βξπσδώλ ηλώλ ζηε CA3 πεξηνρή. Αζρέησο ηεο ζέζεο ησλ θνθθσδώλ θπηηάξσλ, νη βξπώδεηο ίλεο εμαπιώλνληαη ζε όιν ηνλ θάζεην άμνλα ηεο CA3. Οη βξπώδεηο ίλεο είλαη γινπηακηλεξγηθέο, θάπνηεο όκσο πεξηέρνπλ θαη νπηνεηδε πεπηίδηα όπσο δπλνξθίλε. Μηα βξπώδεο ίλα κπνξεί λα δεκηνπξγήζεη κέρξη θαη 37 ζπλάςεηο κε έλα δελδξίηε ππξακηδηθνύ θπηηάξνπ. Κάζε θνθθώδεο θύηηαξν κπνξεί λα επεξεάδεη ππξακηδηθά. Αληίζεηα θάζε ππξακηδηθό θύηηαξν κπνξεί λα δερηεί είζνδν από 50 πεξίπνπ θνθθώδε θύηηαξα. Β) ΦΤΗΟΛΟΓΗΑ ΣΟΤ ΗΠΠΟΚΑΜΠΟΤ Δίλαη γεληθά γλσζηό όηη ν ηππόθακπνο θαη άιιεο πεξηνρέο ηνπ θξνηαθηθνύ ινβνύ είλαη ζεκαληηθέο γηα ηε κλεκνληθή ιεηηνπξγία. Υαξαθηεξηζηηθή είλαη ε 19

20 πεξίπησζε ηνπ αζζελή H.M. (Scoville and Milner 1957), ν νπνίνο κεηά από ακθίπιεπξε αθαίξεζε ηνπ ηππόθακπνπ ππέθεξε από βαξηάο κνξθήο ακλεζία κε έρνληαο ηθαλόηεηα γηα θσδηθνπνίεζε λέσλ πιεξνθνξηώλ ζε καθξόρξνλε κλήκε. Έξεπλεο έδεημαλ όηη ν αζζελήο παξνπζίαδε δπζιεηηνπξγίεο ζε έλα επξύ θάζκα κλεκνληθώλ ιεηηνπξγηώλ όπσο ε αλαγλώξηζε πξνγελέζηεξσλ κνξθώλ ή ιέμεσλ, ειεύζεξεο αλάθιεζεο δεπγαξηώλ νλνκάησλ θαη ηεο κλήκεο ηεο ζέζεο δηάθνξσλ αληηθεηκέλσλ. Πην πξόζθαηεο κειέηεο ζε αζζελείο κε βιάβεο πεξηνξηζκέλεο απνθιεηζηηθά ζηνλ ηππόθακπν (Rempel-Clower et al. 1996; Zola-Morgan et al. 1986), ππέδεημαλ ηνλ ηππόθακπν σο ηελ ππεύζπλε δνκή γηα πνιιέο από ηηο δηαδηθαζίεο κλήκεο ηνπ θεληξηθνύ θξνηαθηθνύ ινβνύ. Πεηξάκαηα ζε επίκπεο δείρλνπλ όηη λεπξνηνμηθέο βιάβεο ηνπ ηππόθακπνπ αλαζηέιινπλ ηελ ηθαλόηεηα ησλ θπζηνινγηθώλ επίκπσλ λα απνθηήζνπλ θνηλσληθά κεηαδηδόκελεο ηξνθηθέο πξνηηκήζεηο (Bunsey and Eichenbaum 1995) θαη δελ είλαη ηθαλνί λα αληαπεμέιζνπλ ζε πεηξάκαηα, πνπ ζρεηίδνληαη κε ζηέξεζε ηξνθήο (Davidson and Jarrard 1993). Καηαζηξνθέο επίζεο ηνπ ηππόθακπνπ δεκηνπξγνύλ αδπλακία ησλ επίκπσλ λα πξαγκαηνπνηήζνπλ πνιύπινθεο δηαδηθαζίεο, όπσο ε επίιπζε πξνβιεκάησλ ζπκκεηξίαο (Alvarado and Rudy 1995; Bunsey and Eichenbaum 1995). ια ηα παξαπάλσ ππνδειώλνπλ όηη ν ηππόθακπνο ζπκκεηέρεη ζε πεξηζζόηεξνπο από έλα ηύπνπο κλήκεο. Γιαθοπέρ ζηιρ διαζςνδέζειρ ηος διαθπαγμαηικού και κποηαθικού ιππόκαμπος-ςπόζηπυμα για διαθοπεηικέρ λειηοςπγίερ. Ο ηππόθακπνο απνηειείηαη από ην βαζηθό ηξηζπλαπηηθό θύθισκα ηεο νδνλησηήο έιηθαο, CA3-CA1 πεξηνρήο θαη ηνπ ππνζέκαηνο. Απηή ε δηάηαμε επαλαιακβάλεηαη θαηά ην δηαθξαγκν-θξνηαθηθό άμνλά ηνπ (Andersen et al. 1971), όκσο ε πξνζαγσγόο θαη απαγσγόο δηαζύλδεζε ηνπ ηππόθακπνπ παξνπζηάδεη δηαθνξνπνίεζε θαηά ηνλ επηκήθε άμνλα. πλεπώο ν δηαθξαγκαηηθόο θαη ν θξνηαθηθόο ηππόθακπνο πηζαλώο λα επζύλνληαη γηα δηαθνξεηηθέο ιεηηνπξγίεο. 20

21 Ο ελδνξηληθόο θινηόο πνπ απνηειεί ηελ θύξηα είζνδν ηνπ ηππόθακπνπ αιιά θαη θύξην ζηαζκό δηαζύλδεζεο ηνπ ηππόθακπνπ κε εμσηεξηθνύο ζηόρνπο δηαηξείηαη ζε ηξεηο δώλεο, ηελ νπίζζην-πιεπξηθή, ηελ ελδηάκεζε θαη ηελ πξόζζην-θεληξηθή νη νπνίεο δηαζπλδένληαη ειάρηζηα κεηαμύ ηνπο (Dolorfo and Amaral 1998a; b) ππνδεηθλύνληαο όηη πξόθεηηαη γηα ιεηηνπξγηθά δηαθξηηέο πεξηνρέο. Από ηνλ αηζζεηηθό θινηό ε πιεξνθνξία πξνβάιιεη ζηελ νπίζζην-πιεπξηθή θαη ηελ ελδηάκεζε πεξηνρή ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ (Burwell and Amaral 1998; Witter et al. 1989a; Witter et al. 1989b) ελώ ε νζθξεηηθή πιεξνθνξία θαη ζηηο ηξεηο πεξηνρέο ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ (Kosel et al. 1981). Σν ίδην πξόηππν νξγάλσζεο ππάξρεη θαη ζηηο γάηεο θαη ζηνπο πίζεθνπο (Insausti et al. 1987a; Witter and Groenewegen 1984; Witter et al. 1989b). Οη δώλεο ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ πξνβάιινπλ ηνπνγξαθηθά ζε δηαθνξεηηθέο πεξηνρέο ηνπ ηππόθακπνπ. πγθεθξηκέλα ε νπίζζην-πιεπξηθή δώλε πξνβάιιεη ζην δηαθξαγκαηηθό ½ ηεο νδνλησηήο έιηθαο, ε ελδηάκεζε δώλε ζην ακέζσο επόκελν ¼ θαη ε πξόζζην-θεληξηθή δώλε ζην θξνηαθηθό ¼ ηεο νδνλησηήο έιηθαο (Dolorfo and Amaral 1998a). Παξόκνηα ηνπνγξαθηθή νξγάλσζε παξαηεξείηαη θαη ζηηο απαγσγέο ίλεο ηνπ ηππόθακπνπ πξνο ηνλ ελδνξηληθό θινηό, δειαδή άμνλεο πξνεξρόκελνη από πεξηνρέο ηνπ ξαρηαίν-θνηιηαθνύ άμνλα ηνπ ηππόθακπνπ θαη ηνπ ππνζέκαηνο θαηαιήγνπλ ζε αληίζηνηρεο πεξηνρέο ηνπ πιεπξηθό-θεληξηθνύ άμνλα ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ (Kohler 1985; van Groen and Wyss 1990c). Σέινο ν ελδνξηληθόο θινηόο πξνβάιιεη ζηνλ πεξηξηληθό θινηό, ν νπνίνο δίλεη εθηεηακέλεο πξνβνιέο πίζσ ζηηο θινητθέο πεξηνρέο, από ηηο νπνίεο πξνέξρνληαη νη πξνζαγσγέο πιεξνθνξίεο (Insausti et al. 1997). 21

22 Δηθόλα 3. Δζσηεξηθέο ζπλδέζεηο ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ θαη ηνπνγξαθηθή πξνβνιή πξνο ηελ νδνλησηή έιηθα ηνπ ηππόθακπνπ. Α. Δζσηεξηθέο ζπλδέζεηο ηεο νπξαίνπιεπξηθήο (άζπξν ρξώκα), ελδηάκεζεο (γθξη ρξώκα) θαη πξόζζην-κεζαίαο (καύξν ρξώκα) δώλεο ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ. Κάζε δώλε δηαζέηεη ηζρπξέο εζσηεξηθέο δηαζπλδέζεηο (κεγάια βέιε), ελώ νη ζπλδέζεηο κεηαμύ ησλ ηξηώλ δσλώλ είλαη ειάρηζηεο (κηθξά βέιε). Β. Πξνβνιέο απηώλ ησλ ηξηώλ δσλώλ ζηελ νδνλησηή έιηθα. Η νπξαίν-πιεπξηθή πξνβάιιεη ζην δηαθξαγκαηηθό κηζό ηκήκα ηνπ ηππόθακπνπ, ε ελδηάκεζε ζην επόκελν ¼ θαη ε πξόζζην-κεζαία ζην θξνηαθηθό ¼ (Dolorfo and Amaral, 1998b). Δπηπιένλ, νη πξόζζηεο ππνθινητθέο ζπλδέζεηο ηνπ ηππόθακπνπ είλαη ηνπνγξαθηθά νξγαλσκέλεο θαηά κήθνο ηνπ δηαθξαγκν-θξνηαθηθνύ άμνλα. πγθεθξηκέλα νη δηαθξαγκαηηθέο, νη ελδηάκεζεο θαη νη θξνηαθηθέο πεξηνρέο ηνπ ηππόθακπνπ πξνβάιινπλ ζε δηαθνξεηηθνύο θπηηναξρηηεθηνληθά ηνκείο ηνπ πιεπξηθνύ δηαθξάγκαηνο (Risold and Swanson 1997a; b; 1996; Swanson and Cowan 1977; van Groen and Wyss 1990a; b; c). ηε ζπλέρεηα θάζε ηνκέαο πξνβάιιεη ζε ζπγθεθξηκέλνπο ππνζαιακηθνύο ππξήλεο. Οη ζπλδέζεηο κεηαμύ ηεο ακπγδαιήο θαη ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ είλαη επίζεο ηνπνγξαθηθά νξγαλσκέλεο (Insausti et al. 1987b; Witter et al. 1989a; Witter et al. 1989b). Οη ππξήλεο πνπ δέρνληαη αηζζεηηθή είζνδν από ην ζάιακν θαη ην θινηό, όπσο είλαη ν πιεπξηθόο ακπγδαιηθόο ππξήλαο, θαίλεηαη λα ζπλδένληαη κε ηνλ πεξηξηληθό θινηό θαη ηηο πιεπξηθέο δώλεο ηνπ ελδνξηληθνύ θινηνύ. Οη ππξήλεο πνπ ζρεηίδνληαη πεξηζζόηεξν κε ππνζαιακηθέο θαη νζθξεηηθέο 22

23 πεξηνρέο (θινητθόο, κεζαίνο θαη θεληξηθόο ακπγδαιηθόο ππξήλαο) έρνπλ ηζρπξόηεξεο ζπλδέζεηο κε ηνλ θνηιηαθνθεληξηθό ελδνξηληθό θινηό. Τπάξρεη επίζεο κηα άκεζε πξνβνιή από ην θνηιηαθό ηκήκα ηεο CΑ1 πεξηνρήο πξνο ηελ ακπγδαιή (van Groen and Wyss 1990b). ζν γηα ην ππόζεκα, ε πξνβνιή ζην ζεινεηδέο ζύκπινθν πξνέξρεηαη από ηα ξαρηαία 2/3, ελώ νη ζπλδέζεηο κε ηνλ πξόζζην ππνζάιακν, ηελ ακπγδαιή θαη ηνλ επηθιηλή ππξήλα (nucleus accumbens) πξνέξρνληαη από ην θξνηαθηθό ηκήκα (Canteras and Swanson 1992; Swanson and Cowan 1977). Οη παξαπάλσ πιεξνθνξίεο δείρλνπλ όηη ην δηαθξαγκαηηθό θαη ην θξνηαθηθό ηκήκα ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ δηαθέξνπλ σο πξνο ηηο εηζόδνπο θαη ηηο εμόδνπο ηνπο. Δπηπιένλ δηαθνξέο ππάξρνπλ θαη ζηελ λεπξσληθή δηακόξθσζε ησλ δηθηύσλ κέζα ζηνλ δηαθξαγκαηηθό θαη ηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν. Σα δπλακηθά πεδίνπ ζηελ θξνηαθηθή, αιιά όρη ζηε δηαθξαγκαηηθή CA1 πεξηνρή εθδειώλνπλ ζπλήζσο πνιιαπιέο πιεζπζκηαθέο αηρκέο (multiple population spikes) (Gilbert et al. 1985) θαη ε νπδόο γηα επηιεπηηθέο εθπνιώζεηο είλαη ρακειόηεξε ζην θξνηαθηθό ηκήκα απ όηη ζην δηαθξαγκαηηθό ηκήκα ηεο CA1 πεξηνρήο (Racine et al. 1977). πλεπώο ηα λεπξσληθά δίθηπα κέζα ζηνλ δηαθξαγκαηηθό θαη ηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν θαίλεηαη λα δηαθέξνπλ αξθεηά, ππνδειώλνληαο όηη ηα ηκήκαηα απηά δελ ρξεζηκνπνηνύλ απαξαίηεηα ηηο ίδηεο δηαδηθαζίεο ζηελ θσδηθνπνίεζε ηεο εηζεξρόκελεο πιεξνθνξίαο. Ο πόλορ ηος διαθπαγμαηικού ιπποκάμπος ζηη μνήμη Οη κειέηεο ηεο ιεηηνπξγίαο ηόζν ηνπ δηαθξαγκαηηθνύ όζν θαη ηνπ θξνηαθηθνύ ηππόθακπνπ ζε πεηξακαηόδσα βαζίδνληαη θπξίσο ζε πξόθιεζε ηνπηθώλ θαηαζηξνθώλ θαη ζηε ζπλέρεηα παξαηήξεζε ηεο ζπκπεξηθνξάο ηνπ δώνπ θαζώο θαη ησλ επηδόζεσλ ζε δηάθνξεο δνθηκαζίεο. Γηα παξάδεηγκα έλα ζεκαληηθό εύξεκα ήηαλ όηη ε κάζεζε ηεο δνθηκαζίαο ηνπ ιαβύξηλζνπ εμαζζέληδε ζε αξνπξαίνπο κε επηιεθηηθή θαηαζηξνθή ηνπ δηαθξαγκαηηθνύ αιιά όρη θαη ηνπ θξνηαθηθνύ ηππόθακπνπ (Hughes 1965; Sinnamon et al. 1978). πγθξηηηθέο κειέηεο ζε αξνπξαίνπο κε πην επηιεθηηθέο βιάβεο ησλ δύν πόισλ ηνπ ηππόθακπνπ επηβεβαίσζαλ όηη ν δηαθξαγκαηηθόο ηππόθακπνο έρεη θύξην ξόιν ζηε ρσξηθή κάζεζε. Σν κέγεζνο ηεο ιεηηνπξγηθήο βιάβεο ήηαλ αλάινγν κε ην πνζνζηό θαηαζηξνθήο ηνπ δηαθξαγκαηηθνύ ηππόθακπνπ. Σα πεηξακαηόδσα κπνξνύζαλ λα αλαπηύμνπλ ρσξηθή 23

24 κλήκε αθόκα θη αλ παξέκελε κόλν ην 20-30% ηνπ ηζηνύ αλέπαθν αξθεί λα επξόθεηην γηα ην δηαθξαγκαηηθό ηκήκα, θάηη πνπ δείρλεη όηη ππάξρεη κεγάιε αλνρή ζηελ εκθάληζε ζνβαξήο ιεηηνπξγηθήο βιάβεο (Moser et al. 1995). Πην πξόζθαηεο κειέηεο δείρλνπλ όηη θαη ν θξνηαθηθόο ηππόθακπνο είλαη ηθαλόο γηα ρσξηθή κάζεζε, θαηά ηε δνθηκαζία ηνπ πδάηηλνπ ιαβύξηλζνπ, θάησ από ζπγθεθξηκέλεο ζπλζήθεο εθπαίδεπζεο ησλ πεηξακαηόδσσλ (de Hoz et al. 2003). Καηά πόζν απηή ε δηαπίζησζε κπνξεί λα γεληθεπηεί ζε πην απαηηεηηθέο δνθηκαζίεο ρσξηθήο κάζεζεο παξακέλεη άγλσζην. Η ρσξηθή κάζεζε βαζίδεηαη πηζαλώο ζηε δηαθνξεηηθή λεπξσληθή επεμεξγαζία ζηνλ δηαθξαγκαηηθό ζε ζρέζε κε ηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν. Απηή ε ππόζεζε ζα ίζρπε αλ ππήξραλ θύηηαξα κε δηαθνξεηηθά πξόηππα εθθόξηηζεο ζηνπο δύν πόινπο θαηά ηε ρσξηθή κάζεζε. Πξάγκαηη θαη ζηνπο δπν πόινπο ηνπ ηππόθακπνπ έρνπλ βξεζεί εηδηθά θύηηαξα ζέζεο (place cells) ηα νπνία ζπκβάιινπλ ζηελ ρσξηθή κλήκε θαζώο παξνπζηάδνπλ δηαθνξεηηθό ηξόπν εθθόξηηζεο αλάινγα κε ην ρώξν ζηνλ νπνίν βξίζθεηαη ην πεηξακαηόδσν (Jung et al. 1994; Poucet and Buhot 1994; Poucet et al. 1994). κσο ζηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν ε αλαινγία απηώλ ησλ θπηηάξσλ είλαη κηθξόηεξε ελώ ηα πεδία ζέζεο είλαη γεληθά επξύηεξα θαη ιηγόηεξν εμεηδηθεπκέλα ζε ζύγθξηζε κε ηνλ δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν, ππνδειώλνληαο όηη δηαθνξεηηθά είδε αλάιπζεο πξαγκαηνπνηνύληαη ζηε δηαθξαγκαηηθή θαη θξνηαθηθή κνίξα ηνπ ηππόθακπνπ (Jung et al. 1994). Μειέηεο δείρλνπλ όηη ε επεμεξγαζία ηεο πιεξνθνξίαο ζηνλ ηππόθακπν πηζαλώο λα παξνπζηάδεη πόισζε θαη ζε άιια είδε. ηα πξσηεύνληα ν πξνζαλαηνιηζκόο ηνπ ηππόθακπνπ είλαη δηαθνξεηηθόο από ησλ ηξσθηηθώλ. πγθεθξηκέλα ν πξόζζηνο ηππόθακπνο ησλ πξσηεπόλησλ αληηζηνηρεί ζηνλ θξνηαθηθό ησλ ηξσθηηθώλ, ελώ ν νπίζζηνο αληηζηνηρεί ζηνλ δηαθξαγκαηηθό (Amaral and Witter 1989). Πίζεθνη πνπ εθπαηδεύηεθαλ ζε κηα δνθηκαζία ρσξηθήο κλήκεο, παξνπζίαδαλ κεγαιύηεξε ελεξγόηεηα λεπξώλσλ ζηνλ νπίζζην ηππόθακπν θαηά ηελ πεξίνδν θαζπζηέξεζεο πξηλ ηελ απόθξηζε (Colombo et al. 1998). ην ίδην πείξακα, ζε κηα δνθηκαζία κε ρσξηθήο κλήκεο ε ελεξγόηεηα ησλ λεπξώλσλ ήηαλ παξόκνηα θαη ζηνπο δύν πόινπο ηνπ ηππόθακπνπ. Ο ξόινο ηνπ νπίζζηνπ ηππόθακπνπ ζηα πξσηεύνληα κπνξεί λα επεθηείλεηαη θαη πέξα από ηε ρσξηθή κάζεζε. Σερληθέο ιεηηνπξγηθήο απεηθόληζεο ηεο εγθεθαιηθήο δξαζηεξηόηεηαο θαηά ηελ επηηπρή θσδηθνπνίεζε ιέμεσλ έδεημαλ ζεκαληηθά κεγαιύηεξε ελεξγνπνίεζε ηνπ νπίζζηνπ ηππόθακπνπ ζε ζρέζε κε ηνλ πξόζζην (Fernandez et al. 1998). Η έληαζε ηνπ ζήκαηνο ζηνλ νπίζζην ηππόθακπν ήηαλ 24

25 αλάινγε ηνπ αξηζκνύ ησλ επηηπρώο θσδηθνπνηεκέλσλ ιέμεσλ. Μηα παξόκνηα πόισζε ηεο δξαζηεξηόηεηαο ηνπ ηππόθακπνπ παξαηεξείηαη θαη θαηά ηελ θσδηθνπνίεζε νπηηθώλ παξαζηάζεσλ (Rombouts et al. 1997) θαη θαηλνύξγησλ εηθόλσλ (Stern et al. 1996). Δθθύιηζε ηνπ ηππόθακπνπ ζε όιν ηνλ επηκήθε άμνλά ηνπ έρεη σο απνηέιεζκα παιίλδξνκε ακλεζία (Zola-Morgan et al. 1986), αιιά απηή δελ παξαηεξείηαη κεηά από κέηξηα ζπξξίθλσζε ηεο πξόζζηαο πεξηνρήο ηνπ ηππόθακπνπ (Sullivan et al. 1995). ια ηα παξαπάλσ ππνδειώλνπλ όηη ν ηππόθακπνο κπνξεί λα είλαη ιεηηνπξγηθά δηαθνξνπνηεκέλνο θαη ζηνπο αλζξώπνπο, κε ηελ νπίζζηα πεξηνρή λα είλαη ππεύζπλε, εθηόο από ρσξηθέο, θαη γηα αξθεηέο κε ρσξηθέο κλεκνληθέο ιεηηνπξγίεο. Ποιορ ο πόλορ ηος κποηαθικού ιπποκάμπος; Ο θξνηαθηθόο ηππνθάκπεηνο ζρεκαηηζκόο έρεη ηζρπξέο θαη εμεηδηθεπκέλεο απαγσγέο ζπλδέζεηο κε ππνθινηηθέο πεξηνρέο ηνπ πξόζζηνπ εγθεθάινπ, όπσο ν πξόζζηνο ππνζάιακνο θαη ε ακπγδαιή (Amaral and Witter 1989; Burwell and Amaral 1998; Canteras and Swanson 1992; Risold and Swanson 1997b; 1996; Risold et al. 1997; Witter and Amaral 1991; Witter et al. 1989a; Witter et al. 1989b). Απηή ε δηαζύλδεζε ππνδεηθλύεη όηη ν θξνηαθηθόο ηππόθακπνο κπνξεί λα αιιειεπηδξά κε απηόλνκα, ελδνθξηληθά, ακπληηθά, θνηλσληθά, αλαπαξαγσγηθά θαη ζπλαηζζεκαηηθά ζπζηήκαηα ειέγρνπ. Η πιεξνθνξία γηα ηελ εζσηεξηθή θαηάζηαζε ηνπ δώνπ κπνξεί λα θηάζεη ζηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν κέζσ ππνζαιακηθώλ ζπλδέζεσλ κε ππξήλεο ηνπ ζαιάκνπ θαη ηεο ακπγδαιήο, θαζώο θαη κε άκεζεο ζπλδέζεηο (Risold et al. 1997). Μηα ππνζαιακηθή ιεηηνπξγία πνπ πηζαλώο λα επεξεάδεηαη από ηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν είλαη ν έιεγρνο ησλ λεπξνελδνθξηληθώλ θαη απηόλνκσλ απνθξίζεσλ. Σν θξνηαθηθό ηκήκα ηνπ ηππόθακπνπ, κέζσ ηνπ πιεπξηθνύ δηαθξάγκαηνο, πξνβάιιεη εμεηδηθεπκέλα ζε λεπξνελδνθξηλή θαη πξναπηόλνκα θπηηαξηθά ζύλνια ζηελ πεξηθνηιαθή δώλε ηνπ ππνζαιάκνπ, θαζώο θαη ζε δηάθνξνπο ππνζαιακηθνύο ππξήλεο (Loewy 1991; Risold and Swanson 1997b). Βιάβεο ηνπ θξνηαθηθνύ ηκήκαηνο ηνπ ηππόθακπνπ έρνπλ σο απνηέιεζκα ηελ απμεκέλε έθθξηζε γιπθνθνξηηθνεηδώλ ζε επίκπο θαη ζε πηζήθνπο (Kim et al. 1976; Murphy et al. 1979). Δπηπιένλ κε επηιεθηηθέο βιάβεο ζηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν απμάλνπλ ηε γαζηξηθή έθθξηζε κεηά από παξαηεηακέλν ζηξεο (Henke 1990). Με βάζε ηηο αλαηνκηθέο ηνπ ζπλδέζεηο ν θξνηαθηθόο ηππόθακπνο κπνξεί λα επεξεάδεη ην απηόλνκν λεπξηθό ζύζηεκα, ηελ έθθξηζε νξκνλώλ, ηελ αλαπαξαγσγή, ηελ ιήςε ηξνθήο θαη ην ζπλαίζζεκα (Herman 25

26 et al. 1998). Σέινο, έρεη δεηρζεί όηη επηιεθηηθέο βιάβεο ζηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν έρνπλ σο απνηέιεζκα ηελ αιινίσζε ηεο ηθαλόηεηαο αληίιεςεο ηεο εζσηεξηθήο θαηάζηαζεο ηνπ επίκπνο (Hock and Bunsey 1998). Ο θξνηαθηθόο ηππόθακπνο είλαη απαξαίηεηνο γηα ακπληηθή θαη ζρεηηδόκελε κε θόβν ζπκπεξηθνξά (Kjelstrup et al. 2002; Pentkowski et al. 2006). Πεηξακαηόδσα κε θαηαζηξνθή ηνπ θξνηαθηθνύ ηππόθακπνπ δελ εκθάληδαλ ζε θπζηνινγηθό βαζκό ζπκπηώκαηα θόβνπ θαη ηα δώα παξνπζίαδαλ απμεκέλν βαζκό δηεξεύλεζεο ηνπ πεξηβάιινληνο. Αληίζεηα, επηιεθηηθέο θαηαζηξνθέο ζε κεγάιν βαζκό ζηνλ δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν δελ επεξέαδαλ ηε θπζηνινγηθή ζπκπεξηθνξά θόβνπ. Άιια πεηξάκαηα έρνπλ δείμεη όηη ν εμαξηεκέλνο θόβνο, δειαδή ην αίζζεκα θόβνπ πνπ αλαπηύζζεηαη κεηά από κηα επαλαιακβαλόκελε αξλεηηθή εκπεηξία θαη ζπλδέεηαη κε ηνλ πεξηβάιινληα ρώξν δελ εμαξηάηαη απνθιεηζηηθά από ηνλ έλα πόιν ηνπ ηππόθακπνπ, αιιά θαίλεηαη όηη γηα ηε ζπγθεθξηκέλε ζπκπεξηθνξά επζύλνληαη κηθξνθπθιώκαηα θαη ζηνπο δύν πόινπο ηνπ ηππόθακπνπ (Rudy and Matus-Amat 2005). Φαίλεηαη επνκέλσο όηη ν κε εμαξηεκέλνο θόβνο βαζίδεηαη ζε ηππνθακπηθά θπθιώκαηα δηαθνξεηηθά από απηά πνπ είλαη ππεύζπλα γηα ηνλ εμαξηεκέλν θόβν. Μοπιακέρ και ηλεκηποθςζιολογικέρ διαθοπέρ καηά ηον διαθπαγμαηοκποηαθικό άξονα ηος ιππόκαμπος Η ππθλόηεηα ηεο λνξαδξελεξγηθήο λεύξσζεο είλαη 20% πςειόηεξε ζηνλ θξνηαθηθό ζε ζρέζε κε ην δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν. Η ζπγθέληξσζε ηεο λνξαδξελαιίλεο απμάλεηαη από ην δηαθξαγκαηηθό πξνο ηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν ζηελ CA1 θαη CA3 πεξηνρή, ελώ δελ παξαηεξείηαη αιιαγή ζηελ νδνλησηή έιηθα. Ο θύξηνο κεηαβνιίηεο ηεο λνξαδξελαιίλεο MHPG (3-methoxy4hydroxyphenylglycol) παξνπζηάδεη κηθξόηεξε αιιά επίζεο ζεκαληηθή δηαθνξά κεηαμύ ησλ δύν πόισλ ηνπ ηππόθακπνπ. Δπηπιένλ ηα ρνιηλεξγηθά θύηηαξα ηνπ θεληξηθνύ δηαθξαγκαηηθνύ ππξήλα πξνβάιινπλ πην ηζρπξά ζηνλ θξνηαθηθό απ όηη ζηνλ δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν, θάηη πνπ έξρεηαη ζε ζπκθσλία κε ηα ρακειόηεξα επίπεδα αθεηπινρνιίλεο θαη αθεηπινρνιηλεζηεξάζεο ηνπ δηαθξαγκαηηθνύ ηππνθάκπνπ (Hortnagl et al. 1991). Η ζεξνηνλίλε παξνπζηάδεη παξόκνηα θαηαλνκή κε ηε λνξαδξελαιίλε κε ηα επίπεδά ηεο λα απμάλνληαη από ην δηαθξαγκαηηθό πξνο ηνλ θξνηαθηθό πόιν ηνπ ηππόθακπνπ. Σα επίπεδα ηεο ληνπακίλεο είλαη εμαηξεηηθά ρακειά ζε όιν ηνλ ηππόθακπν, κε κηα 26

27 παξόκνηα αύμεζε από ην δηαθξαγκαηηθό πξνο ηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν. Δπηπιένλ ηα επίπεδα ηνπ GABA θαη ηνπ έλδπκνπ ζύλζεζήο ηνπ ηεο απνθαξβνμπιάζεο ηνπ γινπηακηληθνύ (GAD) βξέζεθαλ πςειόηεξα ζηνλ θξνηαθηθό ζε ζύγθξηζε κε ην δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν ηόζν ζηε CA1 όζν θαη ζηε CA3 πεξηνρή. Αληίζεηα ε νδνλησηή έιηθα αλ θαη πεξηέρεη ηελ πςειόηεξε ζπγθέληξσζε GABA, απηή δελ δηαθνξνπνηείηαη κεηαμύ ησλ δύν πόισλ. Σέινο, ην γινπηακηληθό νμύ παξνπζηάδεη κηα κηθξή αύμεζε ζηνλ θξνηαθηθό ζε ζρέζε κε ην δηαθξαγκαηηθό πόιν ηνπ ηππόθακπνπ (Hortnagl et al. 1991). Οη ελδνλεπξώλεο ηνπ ηππόθακπνπ παξνπζηάδνπλ δηαθνξνπνίεζε σο πξνο ηελ θαηαλνκή ηνπο κεηαμύ ησλ δύν πόισλ ηνπ. πγθεθξηκέλα, νη ελδνλεπξώλεο πνπ πεξηέρνπλ θαιξεηηλίλε (CR), ζπλζεηάζε ηνπ νμεηδίνπ ηνπ αδώηνπ (NOS) θαη ζσκαηνζηαηίλε (SS) εληνπίδνληαη πην ππθλά ζηνλ θξνηαθηθό ηππόθακπν. Αληίζεηα, νη ελδνλεπξώλεο πνπ θέξνπλ παξβαιβνπκίλε (PV) ή ρνιεθπζηνθηλίλε (CCK) δελ παξνπζηάδνπλ πνζνηηθέο δηαθνξέο κεηαμύ ησλ δύν πόισλ ηνπ ηππόθακπνπ (Nomura et al. 1997). Δμσθπηηάξηεο θαηαγξαθέο ζε ηνκέο ηππόθακπνπ πνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ ζην εξγαζηήξηό καο έδεημαλ όηη ε ζπλαπηηθή αλαζηνιή ζηε CA1 πεξηνρή ηνπ θξνηαθηθνύ ηππόθακπνπ είλαη κηθξόηεξε από ηνλ δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν (Papatheodoropoulos et al. 2002; Petrides et al. 2006). Δλδνθπηηάξηεο θαηαγξαθέο έδεημαλ όηη ν θξνηαθηθόο ηππόθακπνο εκθαλίδεη κηθξόηεξα ζε πιάηνο θαη δηάξθεηα αλαζηαιηηθά κεηαζπλαπηηθά ξεύκαηα (IPSPs) ζε ζύγθξηζε κε ηνλ δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν, θάηη πνπ έξρεηαη ζε ζπκθσλία κε ηηο παξαηεξήζεηο εμσθπηηαξηθά (Papatheodoropoulos et al. 2002). Οη δηαθνξέο ζηελ ζπλαπηηθή αλαζηνιή κεηαμύ ησλ δύν πόισλ ηππόθακπνπ ζα κπνξνύζε λα νθείιεηαη ζε δηάθνξνπο παξάγνληεο, όπσο είλαη ε ζρεηηθά ιηγόηεξν εθηεηακέλε αλαζηαιηηθή λεύξσζε ζηνπο ππξακηδηθνύο λεπξώλεο ή ζε δηαθνξέο ησλ GABA A ππνδνρέσλ (αξηζκόο, ππθλόηεηα, κεηαζπλαπηηθή ζέζε ή αθόκα θαη ζπγγέλεηα πξνο ην GABA). Πην πξόζθαηε κειέηε ζην εξγαζηήξηό καο έρεη δείμεη όηη νη ππνκνλάδεο ηνπ GABA A ππνδνρέα παξνπζηάδνπλ δηαθνξά κεηαμύ ησλ δύν πόισλ ηνπ ηππόθακπνπ (Sotiriou et al. 2005), θάηη πνπ πξνζζέηεη έλαλ αθόκε παξάγνληα ζηε δηαθνξνπνίεζε ηεο ζπλαπηηθήο αλαζηνιήο. Οη δύν πόινη ηνπ ηππόθακπνπ παξνπζηάδνπλ δηαθνξέο θαη σο πξνο ηελ πιαζηηθόηεηα ησλ ζπλάςεσλ. Η ζπλαπηηθή πιαζηηθόηεηα ζεσξείηαη ε θπζηνινγηθή βάζε ηεο κλήκεο θαη ηεο κάζεζεο (Bliss and Collingridge 1993; Dobrunz and Stevens 1999). Ο ηππόθακπνο παξνπζηάδεη δηάθνξεο κνξθέο ζπλαπηηθήο 27

28 πιαζηηθόηεηαο κηθξήο θαη καθξάο δηάξθεηαο. Κύξηα κνξθή ζπλαπηηθήο πιαζηηθόηεηαο είλαη ε ελδπλάκσζε καθξάο δηάξθεηαο (Long Term Potentiation, LTP) πνπ ζεσξείηαη σο ην ζπλαπηηθό κνληέιν ηεο κλήκεο (Bliss and Collingridge 1993). Δπηπιένλ κηα κνξθή ζπλαπηηθήο πιαζηηθόηεηαο κηθξήο δηάξθεηαο, ε δηεπθόιπλζε κε ζύδεπμε παικώλ (Paired Pulse Facilitation, PPF) θαίλεηαη επίζεο λα ζπκκεηέρεη ζε κλεκνληθέο ιεηηνπξγίεο (Cao and Leung 1991; Dobrunz and Stevens 1999; Silva et al. 1996). Ο θξνηαθηθόο ηππόθακπνο παξνπζηάδεη κηθξόηεξε ηθαλόηεηα δεκηνπξγίαο LTP, αιιά θαη πην ήπηα PPF ηόζν σο πξνο ην κέγεζνο όζν θαη σο πξνο ηε δηάξθεηα ζε ζρέζε κε ην δηαθξαγκαηηθό, όπσο έδεημαλ in vitro (Papatheodoropoulos and Kostopoulos 2000) θαη in vivo (Maruki et al. 2001) πεηξάκαηα. Δηθ 4. Σύγθξηζε ηεο αλαζηνιήο κε ζύδεπμε παικώλ αλάκεζα ζην ξαρηαίν θαη θνηιηαθό ηππόθακπν. Σην (Α) θαίλνληαη παξαδείγκαηα από πιεζπζκηαθέο θαηαγξαθέο όπνπ ην δεύηεξν population spike είλαη κηθξόηεξν ζηηο ξαρηαίεο ηνκέο (κεγαιύηεξε αλαζηνιή). Σην (Β) θαίλεηαη ε εθαηνζηηαία κεηαβνιή ηνπ population spike γηα δηαθνξεηηθά κεζνδηαζηήκαηα παικώλ (Papatheodropoulos et al 2002) 28

29 Δηθ 5. Σύγθξηζε ηνπ LTP ζε ξαρηαίεο θαη θνηιηαθέο ηνκέο ζηελ πεξηνρή CA1 ηνπ ηππνθάκπνπ. (Papatheodoropoulos and Kostopoulos 2000) Οξέα κύμαηα Σα νμέα θύκαηα (SPWs) παξαηεξήζεθαλ γηα πξώηε θνξά ζε ειεθηξνεγθεθαινγξάθεκα γάηαο ζηνλ θνηιηαθό ηππόθακπν (Jouvet et al. 1959). ε όιεο ηηο κειέηεο πνπ αζρνινύληαη κε ηα νμέα θύκαηα, ε παξνπζία ηνπο ήηαλ πην ζπρλή θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ ύπλνπ βξαδέσλ θπκάησλ ή ζε θαηάζηαζε ζπκπεξηθνξηθήο αθηλεζίαο (Buzsaki 1986). Έρεη πξνηαζεί όηη πξόθεηηαη γηα απνζεθεπκέλε πιεξνθνξία πνπ κεηαθέξεηαη ζην λενθινηό θαηά ηε δηάξθεηα ηεο κλεκνληθήο εκπέδσζεο (Buzsaki 1998). Σα νμέα θύκαηα ζρεηίδνληαη κε ζύγρξνλεο πιεζπζκηαθέο ξηπέο ησλ λεπξώλσλ ηεο CA3 πεξηνρήο ηνπ ηππόθακπνπ θαη ίζσο λα δηαδίδνληαη κέζσ ηνπ ππθλνύ παξάπιεπξνπ δηθηύνπ ηεο (Buzsaki 1986; Suzuki and Smith 1988). Απηή ε δξαζηεξηόηεηα έρεη ζπλδεζεί κε ηε λεπξσληθή πιαζηηθόηεηα in vivo (King et al. 1999) θαζώο θαη κε ηε δεκηνπξγία ηεο κλήκεο (Buzsaki 1986). In vivo κειέηεο ζηνλ επίκπ έρνπλ δείμεη πσο ξηπέο λεπξσληθώλ δπλακηθώλ ζηε CA3 πεξηνρή δεκηνπξγνύλ κεγάια δπλακηθά πεδίνπ ζηε CA1 πεξηνρή κε ηε κνξθή νμέσλ θπκάησλ (Chrobak and Buzsaki 1996; Csicsvari et al. 1999). Η δηέγεξζε ησλ δηθηύσλ ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ θαη ελδνλεπξώλσλ ηεο CA1 δεκηνπξγεί κε ηε ζεηξά ηεο κηα πςίζπρλε ηαιάλησζε Hz (ripples) ππέξζεηε ζηα νμέα θύκαηα. Η ζπρλόηεηα 29

30 θαη δηάξθεηα ηεο πςίζπρλεο απηήο ηαιάλησζεο έρεη βξεζεί λα εμαξηάηαη από ηνπο ππόηππνπο ησλ GABA A ππνδνρέσλ ησλ λεπξώλσλ (Ponomarenko et al. 2004). Πξόζθαηα έρεη δεηρζεί όηη ηνκέο ηνπ θξνηαθηθνύ ηππόθακπνπ θαηά ηελ in vitro δηαηήξεζε ηνπο ζε ηερλεηό εγθεθαινλσηηαίν πγξό (ΣΔΝΤ) νξγαλώλνπλ ηαιαληώζεηο παξόκνηεο κε ηα in vivo νμέα θύκαηα (2-8Hz) (Maier et al. 2003; Papatheodoropoulos and Kostopoulos 2002a; b) ησλ νπνίσλ ην βξαδύ δπλακηθό πεδίνπ εκθαλίδεη πςίζπρλε ηαιάλησζε ( Hz). Σα in vitro νμέα θύκαηα αλαπηύζζνληαη ζηαδηαθά θαηά ηηο 3 κε 4 ώξεο ηεο in vitro δηαηήξεζεο ησλ ηνκώλ ηνπ θξνηαθηθνύ αιιά όρη θαη ηνπ δηαθξαγκαηηθνύ ηππόθακπνπ. Η αλάπηπμε ησλ in vitro νμέσλ θπκάησλ εμαξηάηαη από ηνπο GABA Α ππνδνρείο, ηνπο ΑΜΡΑ ππνδνρείο ηνπ γινπηακηληθνύ νμένο θαη ηηο ειεθηξηθέο ζπλάςεηο, θαζώο έρεη δεηρζεί όηη απνθιεηζκόο ελόο θαη κόλν από ηα παξαπάλσ δελ επηηξέπεη ηελ αλάπηπμε θαη ηελ νξγάλσζε ηνπο. Tα απζόξκεηα in vitro νμέα θύκαηα θαίλεηαη λα είλαη ζπγρξνληζκέλεο GABA A εμαξηώκελεο ππεξπνιώζεηο ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ (Papatheodoropoulos and Kostopoulos 2002b). Η παξνπζία ειεθηξηθώλ ζπλάςεσλ θαίλεηαη λα είλαη απαξαίηεηε γηα ην ζπγρξνληζκό ηνπ δηθηύνπ (Maier et al. 2002; Maier et al. 2003; Nimmrich et al. 2005). In vitro, ηα νμέα θύκαηα κπνξνύλ λα δεκηνπξγεζνύλ απζόξκεηα θαη αλεμάξηεηα ηόζν ζηελ CA3 όζν θαη ζηελ απνκνλσκέλε CA1 πεξηνρή ηνπ ηππόθακπνπ (Maier et al. 2003). ε άζηθηεο ηνκέο, ε δξαζηεξηόηεηα θαίλεηαη πσο μεθηλά από ηε CA3 πεξηνρή θαη κεηαδίδεηαη κε θάπνηα θαζπζηέξεζε αιιά κε πςειό βαζκό ζπζρέηηζεο ζηε CA1 πεξηνρή (Behrens et al. 2005; Maier et al. 2003). 30

31 Eηθ 6. Ομέα θύκαηα πνπ παξάγνληαη θαηά ηε δηαβξνρή θνηιηαθώλ ηνκώλ κε θπζηνινγηθό ΤΔΝΥ. Σην (Α), πνιύσξε θαηαγξαθή ρσξίο κεηαβνιή ηνπ ύςνπο ηεο δξαζηεξηόηεηαο. Σην (Β1) θαηαγξαθή από άιιε θνηιηαθή ηνκή. Με αζηεξίζθν ζεκεηώλεηαη έλα γεγνλόο θηιηξαξηζκέλν κε high pass (>300Hz) θίιηξν ζην (Β2) θαη low pass (<35Hz) θίιηξν ζην (Β3). Σην (C) θαη ην (D) θαίλνληαη ηζηνγξάκκαηα από κηα θαη 80 ηνκέο αληίζηνηρα ηνπ κεζνδηαζηήκαηνο αλάκεζα ζε νμέα θύκαηα από θαηαγξαθέο δηάξθεηαο 70min. Σην (Δ) παξνπζηάδεηαη ην cross correlation ησλ νμέσλ θπκάησλ από ζύγρξνλεο θαηαγξαθέο από γεηηνληθέο πεξηνρέο ηεο CA1 (απόζηαζε ειεθηξνδίσλ 0,85mm). (Papatheodoropoulos and Kostopoulos 2001) Γ) EΠΗΛΖΨΗΑ Γενικά ζηοισεία Από ηελ επηδεκηνινγηθή κειέηε ηνπ Hauser (1992) πξνθύπηεη πσο ζηηο Η.Π.Α. 1,77 εθαηνκκύξηα άλζξσπνη πάζρνπλ από επηιεςία. Ο επηπνιαζκόο είλαη 44 λέεο πεξηπηώζεηο ην ρξόλν αλά πιεζπζκνύ. Έρεη επίζεο ππνινγηζηεί πσο ην 1% ηνπ πιεζπζκνύ ζηελ ίδηα ρώξα ζα εκθαλίζεη επηιεςία κέρξη ηελ ειηθία ησλ 20 εηώλ. Η ειηθηαθή θαηαλνκή παξνπζηάδεη δπν θνξπθέο, κηα ζηελ παηδηθή ειηθία θαη κηα κεηά ηελ ειηθία ησλ 60 εηώλ. ηελ παηδηαηξηθή λεπξνινγία ε επηιεςία απνηειεί κηα 31