海馬區:大腦組成部分-中文百科頻道

名字

海馬體（Hippocampus）是大腦邊緣系統的重要組成部分，由于形狀和海馬相似而得名。

簡介

大腦海馬區（hippocampus）是幫助處理長期學習與記憶聲光、味覺等事件的大腦區域，發揮所謂的“叙述性記憶”（declarative memory）功能。在醫學上，“海馬區”是大腦皮質的一個内褶區，在側腦室底部繞脈絡膜裂形成一弓形隆起，它由兩個扇形部分組成，有時将兩者合稱海馬結構。

海馬區的名字來源于這個部位的彎曲形狀貌似海馬。海馬體屬于腦的演化過程中最古老的一部分。來源于舊皮質的海馬體在靈長類以及海洋生物中的鲸類中尤為明顯。相對新皮質的發展，海馬體的增長在靈長類動物中的重要作用是使得其腦容量顯著增長。

機能原理

海馬體主要負責學習和記憶。有點像是計算機的内存，将幾周内或幾個月内的記憶鮮明暫留，以便快速存取。

記憶其實就是神經細胞之間的連結形态。然而，儲存或抛掉某些信息，卻不是出自有意識的判斷，而是由人腦中的海馬區來處理。海馬區在記憶的過程中，充當轉換站的功能。當大腦皮質中的神經元接收到各種感官或知覺訊息時，它們會把訊息傳遞給海馬區。假如海馬區有所反應，神經元就會開始形成持久的網絡，但如果沒有通過這種認可的模式，那麼腦部接收到的經驗就自動消逝無蹤。

日常生活中的短期記憶都儲存在海馬區中，如果一個記憶片段，比如一個電話号碼或者一個人在短時間内被重複提及的話海馬區就會将其轉存入大腦皮層，成為永久記憶。所以海馬區比較發達的人，記憶力相對會比較強一些。存入海馬區的信息如果一段時間沒有被使用的話，就會自行被“删除”，也就是被忘掉了。而存入大腦皮層的信息也并不就是永久，如果你長時間不使用該信息的話，大腦皮層也許就會把這個信息給“删除”掉了。有些人的海馬區受傷後就會出現失去部分或全部記憶的狀況。這全取決于傷害的嚴重性，也就是海馬區是部分失去作用還是徹底失去作用。

發現研究

從20世紀50年代起，科學家就已經注意到大腦海馬區與記憶間的關系。卻一直無法把記憶與海馬區間的神經活動相聯結。如果切除掉海馬區，那麼以前的記憶就會一同消失。但是“海馬區的神經細胞又是如何把信息固定下來的”這個問題一直沒能解決。科學家發現一些分子參與到了記憶的形成。此外，神經細胞突觸的形成也與記憶相關聯。但是，科學家對于記憶的運作機制的了解還不夠——而這一機制對于理解人類自身是非常重要的。

發現大腦叙述性記憶形成的方法

2003年6月，美國哈佛大學(Harvard University）與紐約大學（NYU）科學家共同發現了大腦海馬區的運轉機制。借着研究海馬區神經元的活動情形，研究人員發現大腦叙述性記憶形成的方法。而這個發現對于證明海馬區記憶學習的可塑性，也提供了最有力的證據。

睡眠充足能促進海馬區發育

2012年9月，日本研究人員宣布，睡眠越充足的孩子，其大腦中與記憶和感情有關的海馬區的體積越大，大腦發育得越好。

日本東北大學教授泷靖之率領的研究小組從2008年4月開始的4年裡，對290名5歲至18歲的未成年人的睡眠時間和海馬區體積進行了調查。結果發現，與隻睡6小時的孩子相比，每天睡眠達10小時以上的孩子海馬區的體積要大10％左右。此前有研究顯示，抑郁症和阿爾茨海默氏症等疾病的患者，海馬區的體積往往會變小。泷靖之說：“在年輕時養成充分睡眠的生活習慣，使海馬區發育得足夠大，将有可能降低罹患上述疾病的風險。”

大腦海馬區受損影響想象力

英國科學家研究發現，大腦海馬區受損的人除記憶力不好之外，想象能力也會變差。海馬區受損者被要求想象未來的一次朋友見面或聖誕晚會，或者想象自己身處海灘、酒吧之中，但他們報告說，自己無法在大腦中形成具體形象，取而代之的是一堆分離的圖像碎片。研究人員認為，這可能是因為海馬區負責為大腦提供構建各類形象的環境。

“創造”記憶

2012年9月，據Discover Magazine近日報道，幾位神經科學家在《自然·神經科學》的在線版報告，他們在大鼠大腦海馬體的切片上切片中植入了人工記憶。這幾位研究者通過用電流刺激齧齒動物的大腦細胞，使它們産生了一些類似記憶的神經細胞活動，這些記憶會存在大約10秒左右。這是研究者第一次在沒有大腦的情況下創造了記憶。參與本次研究的神經科學家Ben Strowbridge在一次新聞發布會上說。“這次的研究為未來的研究鋪平了道路，幫助研究者确定到底是哪一條大腦回路讓我們形成了短期記憶。”

海馬體是哺乳類動物的中樞神經系統中的腦的部分(大腦皮質)中被最為詳細研究過的一個部位。

在解剖學以及組織學上，海馬具有一目了然的明确構造。海馬内部有形成形态美觀的層面。也就是神經細胞的細胞體與其神經網區域呈層狀排列。

海馬體是被稱作“海馬區”（hippocampal region）的大腦邊緣系統的一部分。海馬區可分為齒狀回（dentate gyrus）、海馬體、下托（subiculum）、前下托（presubiculum）、傍下托（parasubiculum）、内嗅皮質（entorhinal cortex）。這之中齒狀回、海馬體、下托的細胞層為單層，合稱“海馬結構（hippocampal formation）”，其上下夾有低細胞密度層和無細胞層。此外的部位有複數的層面構成。齒狀回與海馬的單層構造對神經解剖學以及電生理學的研究進步作出了貢獻。

許多人對海馬區與癫痫發作的關系也有很濃厚的興趣。海馬區在腦中為發作阈值低的部位。因為幾乎所有癫痫患者的發作皆由海馬區所起始，像這類以海馬區為主的發作，有許多的情形是很難以藥物治療的。而且，海馬區中有一部分，尤其是内嗅皮質，為阿爾茲海默氏症最先産生病變的地方，海馬區也顯示出容易因貧血、缺氧狀态而受傷害。

20世紀初，開始有科學家認識到海馬對於某些記憶以及學習有着基本的作用。特别是1957年Scoville和Milner報告了神經心理學中很重要的一個病例。這是來自一位被稱為H.M.的病者的報告，H.M.要算是神經心理學的領域之中被檢查得最詳細的人物。由於長期的癫痫症狀，醫生決定為他進行手術，切除了顳葉皮層下一部份的邊緣系統組織，其中包括了兩側的海馬區，手術後癫痫的症狀被有效控制，但自此以後H.M.失去了形成新的陳述性長時記憶的能力。這個發現變成了讓許多人想了解海馬區在記憶及學習機制的契機，而成為一種流行，無論在神經解剖學、生理學、行為學等等各種不同領域，都對海馬區做了相當豐富的研究。現在，海馬區與記憶的關系已經為人所了解。

美國生物科技網在2003年6月10日報道，美國哈佛大學(Harvard University）與紐約大學（NYU）科學家共同發現了大腦海馬區的運轉機制——大腦海馬區是幫助人類處理長期學習與記憶聲光、味覺等事件（即叙述性記憶）的主要區域。借着研究海馬區神經元的活動情形，研究人員發現大腦叙述性記憶形成的方法。而這個發現對于證明海馬區記憶學習的可塑性，也提供了最有利的證據。

從1950年代起，科學家就已經注意到大腦海馬區與記憶間的關系。但卻一直無法把記憶與海馬區間的神經活動相連結。如果切除掉海馬區，那麼以前的記憶就會一同消失。但是“海馬區的神經細胞又是如何把信息固定下來的”這個問題一直沒能解決。科學家發現一些分子參與到了記憶的形成。此外，神經細胞突觸的形成也與記憶相關聯。但是，科學家目前對于記憶的運作機制的了解還不夠——而這一機制對于理解我們自身是非常重要的。紐約大學研究人員利用電極（electrodes），監控學習中的猴子大腦神經活動的情形。之後再用哈佛大學研究人員研發出的“動力評估演算系統”（dynamic estimation algorithms）分析記錄下來的行為與神經信息。

在研究進行的過程中，研究人員每天都讓猴子觀看由四個類似物重疊的複雜影像。當猴子從試誤學習中知道各影像的位置時，就可以得到報償。在此同時研究人員觀察猴子海馬體内神經元的活動情形，結果他們發現有的細胞神經活動的改變曲線，與猴子學習的曲線平行。這表示這些神經元與新的聯想記憶形成有關。而由于這些神經活動在猴子停止學習後仍然有持續進行的現象，因此，研究人員推測其中的部分細胞，應該與長期記憶的形成有關。

海馬區在解剖學解剖學以及機能構造上都是其它大腦皮質系統的研究樣本。大腦皮質在最近開始被關注與研究，現在已知的關於中樞神經系統的突觸傳導的見解多受益于海馬區的研究。而海馬區的相關知識則多源于齒狀回與海馬的标本。

實現“盜夢空間”

2012年9月麻省理工學院皮考爾學習和記憶研究所的神經科學家馬特·威爾遜表示，他的研究團隊目前正在探索大腦中海馬體是如何将自身經曆的事件編碼儲存成記憶。在這項突破性的研究中，通過重複播放前幾天老鼠所遭遇的環境音，美國麻省理工學院的科學家成功影響了老鼠們的夢境。人類現實版的盜夢空間的實現也指日可待。

飲酒帶來海馬區損傷

人們通常認為每天喝幾杯葡萄酒有益于心血管和大腦的健康，但美國羅格斯大學的研究人員發現飲酒可損傷大腦海馬體，從而導緻成人腦細胞的再生量減少40%左右。實驗結果表明，處于醉酒狀态的實驗鼠（相當于成年女性飲酒3至4杯或成年男性飲酒5杯）其大腦海馬體中的神經細胞數量相較于未飲酒的實驗鼠減少了近40%。海馬體是大腦中負責“生産”新神經細胞的組織，此外海馬體還被認為與人類某些學習功能有關。

男性大腦海馬體越大越聰明，女性無關聯

2013年3月，美國加州大學神經科學家在西班牙馬德裡神經科學家的協助下進行的這項研究指出，女性大腦一般而言較男性小8%，但是女性大腦運作較有效率。研究将焦點放在用來記憶和感情功能的海馬體。研究結果指出，男性海馬體越大，代表神經元數目較多，也就越聰明。研究還指出，女性有較大海馬體與是否變得更為聰明并無關聯。

抑郁症可緻大腦海馬體縮小

最新研究顯示，對患有複發性抑郁症的患者來說，他們大腦中負責記憶和控制情感的部分會因抑郁症而縮小。

悉尼大學大腦和心智研究所(Brain and Mind Research Institute)的赫基(Ian Hickie)教授表示，這項發現強調了在抑郁症第一次出現時就及時予以鑒定并治療的必要性，對年輕患者來說尤其如此。同時，他也表示，這種大腦的萎縮是可逆的。

研究分析發現，患有複發性和持續性抑郁症的患者大腦中的海馬體(hippocampus)明顯小很多，而海馬體主要負責記憶和情感控制。赫基教授稱，“但我們沒有發現初級階段的抑郁症有這部分的變化，這就說明是這個疾病本身造成了大腦的這種變化。”“在這種情況下，大小是有關系的——如果你大腦中的這部分縮小了，那你的記憶和情感控制能力也就減弱了。”他說道。