Unsere Erinnerungen prägen uns als Individuen. Wenn diese verloren gehen, verlieren wir einen Teil unserer Identität. Amnesien können für Betroffene daher besonders traumatisch sein. Schädigungen wichtiger Hirnstrukturen wie des Hippocampus, des Schläfenlappens oder des Zwischenhirns können massive Gedächtnisverluste, sogenannte Amnesien, auslösen.
Amnesie: Ein Überblick
Verliert ein Mensch große Teile seines Gedächtnisses oder seiner Lernfähigkeit, sprechen Mediziner von einer Amnesie. Meist ist nur das episodische Gedächtnis betroffen - also unsere Erinnerungen an persönliche Erlebnisse. Das Gedächtnis für Fertigkeiten wie Fahrradfahren oder Schreiben, das sogenannte prozedurale Gedächtnis, bleibt in der Regel intakt.
Neurowissenschaftler unterscheiden grundsätzlich zwei Formen des Gedächtnisverlustes:
- Retrograde Amnesie: Der Patient kann sich an Teile seiner Vergangenheit nicht mehr erinnern. Es wird gewissermaßen der Zugang zur Festplatte blockiert.
- Anterograde Amnesie: Der Patient kann keine neuen Erinnerungen mehr bilden.
Der Hippocampus: Schaltzentrale des Gedächtnisses
Der Hippocampus spielt eine zentrale Rolle bei der Gedächtnisbildung. Vereinfacht gesagt stellt der Hippocampus die Überführung von Gedächtnisinhalten vom Kurzzeitgedächtnis zum Langzeitgedächtnis sicher. Er ist eine Gehirnregion, die zum limbischen Kortex (limbischen System) gehört. Der Name bedeutet „Seepferdchen“, weil diese Hirnregion eine ähnliche Form wie der kleine Meeresbewohner hat. Sie gehört zum Allocortex, also einem entwicklungsgeschichtlich sehr alten Teil der Großhirnrinde.
Der Hippocampus ist Teil einer größeren Struktur des Gehirns, des Gyrus parahippocampalis (eine Windung der Großhirnrinde), an der Basis des Schläfenlappens. Er besteht aus mehreren Strukturen, die zusammen die Hippocampusformation bilden:
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- Ammonshorn (Cornu ammonis): Hippocampus im engeren Sinne; besteht aus vier Zonen
- Gyrus dentatus: Gezähnelt aussehende Windung der Großhirnrinde
- Subiculum: Übergangsbereich zwischen Gyrus parahippocampalis und Ammonshorn
Der Fornix - ein bogenförmiges Faserbündel - verbindet den Hippocampus mit den Corpora mammilaria. Das sind zwei rundliche Erhebungen am Boden des Zwischenhirns. Darüber hinaus bestehen auch Verbindungen mit anderen Hirnregionen, darunter mit dem Riechhirn.
Der Hippocampus dient als zentraler Teil des limbischen Systems der Steuerung der Affekte, hier sitzen das Zentrum der emotionalen Äußerungen wie Wut, Angst und Freude. Auch das Sexualverhalten und viele vegetative Funktionen werden im Limbischen System gesteuert. Durch Verbindungen mit anderen Hirnregionen können der Hippocampus und der Mandelkern (Amygdala, ebenfalls Teil des Limbischen Systems) Signale emotional bewerten.
Da Riechhirn und Hippocampus in enger Nachbarschaft liegen, werden auch Düfte und Gerüche, die mit Erinnerungen verknüpft und abgespeichert sind, positiv oder negativ bewertet.
Die Rolle des Hippocampus bei Amnesie
Ursache für eine anterograde Amnesie ist in der Regel eine beidseitige Schädigung des Hippocampus, einer Gehirnstruktur, die im Schläfenlappen liegt und ihrer Form wegen nach der lateinischen Bezeichnung für Seepferdchen benannt ist. Einer der bekanntesten Amnesie-Patienten war Henry Molaison, der Patient HM. Ihm waren bei einer Operation im Jahr 1953 auf beiden Seiten des Gehirns der gesamte Hippocampus und Regionen im Umfeld entfernt worden. Als Folge litt er vor allem unter einer anterograden Amnesie. Er konnte sich zwar noch an den Zweiten Weltkrieg erinnern, lernte aber nie, dass sein Onkel, der erst nach seiner Operation starb, tot war.
Patienten mit einer anterograden Amnesie haben häufig auch eine leichte retrograde Amnesie, erinnern sich also nicht mehr an Ereignisse, die kurz vor der Schädigung des Gehirns stattfanden. Ist lediglich der Hippocampus beschädigt, erstreckt sich diese Erinnerungslücke meist auf ein oder zwei Jahre. Die Erinnerung an weiter zurückliegende Ereignisse ist aber in der Regel intakt.
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Hippocampus-Schädigung: Auswirkungen auf das Gedächtnis
Schädigungen des Hippocampus können dazu führen, dass wir uns nichts Neues mehr merken können. Im Falle einer Schädigung können wir uns neue Dinge und Eindrücke dann nur noch höchstens 2 Minuten merken, danach sind sie verschwunden. Dies betrifft nicht nur Dinge, die wir lesen und hören, Menschen, die wir treffen oder Situationen, in die wir kommen, sondern auch neue Umgebungen, denn auch unser räumliches Erinnerungsvermögen kann durch eine solche Läsion am Hippocampus zerstört werden.
Alte Gedächtnisinhalte, wie die eigene Kindheit, also alle Dinge, die wir uns vor der Schädigung des Hippocampus gemerkt haben, bleiben meist weitgehend erhalten und können auch weiterhin abgerufen werden. Informationen und Ereignisse, die relativ kurz vor dem Schädigungsereignis eingespeichert wurden, können mitunter verloren gegangen sein, weil sie noch nicht vollständig in das Langzeitgedächtnis überführt worden waren.
Hippocampus-Sklerose und Gedächtnisstörungen
In den Untersuchungen zeigten die Patienten im Vergleich zu den Probanden deutliche mnestische Störungen. Besonders betroffen waren hippocampusassoziierte Funktionen, wie das verbale deklarative und das visuokonstruktive Gedächtnis beim verzögerten Abruf. Als morphologisches Korrelat zu den neuropsychologischen Defiziten zeigten sich in der MRT-Bildgebung Hippocampus-Sklerosen.
Verkleinerte Hippocampus-Volumina korrelierten mit verbalen Gedächtnisdefiziten und mit neurologischen Einschränkungen sowie mit einer verminderten Aufmerksamkeit. Ein später Behandlungsbeginn korrelierte zudem mit Schwächen des räumlich-visuellen Gedächtnisses. Diese Ergebnisse spiegeln die strukturellen Veränderungen auf zellulärer Ebene wider und bestätigen, dass der Hippocampus langfristige Schädigungen behält. Seine Volumenminderungen können als Indikator für die Schwere der Krankheit hinzugezogen werden. Für die Patienten hat das mnestische Störungen mit Einschränkungen im Alltag und Behinderung zur Folge.
Ursachen von Hippocampus-Schädigungen
Eine Vielzahl von Faktoren kann zu einer Schädigung des Hippocampus führen:
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- LGI-1-Antikörper-assoziierte limbische Enzephalitis (LGI-1-LE): Die relativ gezielte Schädigung der Hippocampi ist eine Besonderheit der LGI-1-LE, da die LGI-1-Antigene im ZNS vorwiegend hier zu finden sind.
- Schlaganfall: Ein Schlaganfall kann zu einer Schädigung des Hippocampus führen, wenn die Blutversorgung in diesem Bereich des Gehirns unterbrochen wird.
- Traumatische Hirnverletzungen (Schädel-Hirn-Trauma): Ein Unfall mit Gehirnerschütterung kann Gedächtnisinhalte von Ereignissen, die Sekunden bis Stunden vor dem Ereignis stattgefunden haben und noch nicht stabil ins Langzeitgedächtnis überführt worden sind, löschen - eine retrograde Amnesie entsteht. Für die Zeit nach dem Unfall besteht - bei einer Bewusstlosigkeit von einigen Stunden - eine anterograde Amnesie, die über zwei folgende Tage andauern kann.
- Neurodegenerative Erkrankungen: Erkrankungen wie Alzheimer betreffen häufig zuerst bestimmte Gehirnregionen, z.B. den Hippocampus.
- Psychische Traumata: Misshandlungen im Kindesalter können in ähnlicher Weise zu einem reduzierten Hippocampusvolumen führen wie bei gestressten jungen Nagern.
- Alkoholmissbrauch: Die durch Alkoholmissbrauch hervorgerufene Korsakow-Krankheit mit ihren Amnesien ist Folge von Läsionen im limbischen System. Hier sind die Schaltkreise, die vom Hippocampus zur Großhirnrinde führen, unterbrochen.
- Epileptische Anfälle: Bei einem epileptischen Anfall werden Gedächtnisinhalte von Ereignissen, die Sekunden bis Stunden vor dem Ereignis stattgefunden haben und noch nicht stabil ins Langzeitgedächtnis überführt worden sind, gelöscht - eine retrograde Amnesie entsteht. Für die Zeit nach dem Unfall besteht - bei einer Bewusstlosigkeit von einigen Stunden - eine anterograde Amnesie, die über zwei folgende Tage andauern kann.
Therapieansätze
Da die Neurone im Gehirn nicht regenerieren, ist die Schädigung der betroffenen Zellen irreversibel. Allerdings können Physiotherapie und Ergotherapie dazu beitragen, dass andere Hirnareale die Funktionen zumindest teilweise übernehmen.
Für Schlaganfallpatienten in der Rehabilitation könnte demzufolge ein gezieltes Training hilfreich sein, das die Vernetzung im Hippocampus unterstützt.
Forschungsperspektiven
Die Forschung der letzten Jahre hat gezeigt, dass eine Unterdrückung - oder die Verstärkung - von Gehirn-Oszillationen das Lernen verschlechtern oder verbessern kann. Eine Störung der Rhythmen im Hippocampus kann eine mögliche Ursache von krankhaften Zuständen wie Epilepsien, Schizophrenie oder Gedächtnisstörungen im Rahmen der Alzheimer-Erkrankung sein. Daher bilden die jetzt veröffentlichten Ergebnisse auch eine Basis zur Erforschung künftiger klinisch-therapeutischer Ansätze.
Ein Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit den Mechanismen, die dieser eingeschränkten Regenerationsfähigkeit des ZNS zugrunde liegen. Ziel ist die Entwicklung von neuen gentherapeutischen sowie pharmakologischen Ansätzen zur Förderung der axonalen Regeneration und somit der Wiederherstellung von verlorengegangenen Funktionen nach Schädigungen des Gehirns und Rückenmarks.
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