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海马结构 2010-06-18 10:19:05| 分类： 专业相关 | 标签： |字号大中小 订阅 概述海马结构（hippocampal formation）包括海马（又称安蒙角 cornu AmmonisCA）、下托、齿状回和围绕胼胝体形成一圈的海马残件。齿状回至胼胝体压部，消失齿状外形，改称束状回，束状回向前上与覆盖胼胝体上面的深层灰质称灰被（又称胼胝体上回）相连续。灰被中埋有一对纵纹，分别为内侧纵纹与外侧纵纹。灰被与纵纹就是海马及其白质的残件。它们向前经胼胝体膝与终板旁回连续。位置与外型海马（hippocampus）形如中药海马故名。位于侧脑室下角底兼内侧壁，全长5 cm。海马前端较膨大称海马足，它被23个浅沟分开，沟间隆起称海马趾。海马是一条镰状隆嵴，自胼胝体压部向前到侧脑室的颞端。海马至胼胝体压部时，从齿状回和海马旁回间翻出称Retzius回。海马结构的位置海马表面被室管膜上皮覆盖。室管膜上皮下面有一层有髓纤维称为海马槽（又称室床alveus）。室床纤维沿海马背内侧缘集中，形成白色扁带称海马伞（fimbria of hippocampus），它自海马趾伸向压部，续于穹隆脚（crus of fomix）。海马伞的游离缘直接延续于其上方的脉络丛，两者间隔以脉络裂。海马结在下角的发育齿状回（dentate gyms）是一狭条皮质；由于血管进入被压成许多横沟呈齿状，故名。它位于海马的内侧，介于海马沟与海马伞之间。齿状回向前伸展至钩的切迹，在此急转弯，成光滑小束横过钩的下面，这横行段称齿状回尾。齿状回尾将钩分成前部的前钩回，后部的边叶内回。齿状回向后与束状回（fasciolar gyrus）相连。在海马结构发育较好的颞中平面，作一个大脑半球的冠状切面，海马结构呈双重“C”形环抱的外形，大C锁住小C。大C代表海马，它开口向腹内侧。小C代表齿状回，位于海马沟的背内侧，开口朝向背侧。海马沟的腹侧为下托（subiculum）。海马结构的位置与安排，从发育过程来理解比较清楚。在胚胎3个月，两个半球内侧壁上各显出一条纵行加厚部分称海马嵴（hippocampal ridge），这是海马结构的原基。此嵴的上方为海马沟。此嵴以下，内侧壁很薄弱，而有血管分支伸入形成一纵褶称脉络襞，它突入侧脑室，形成侧脑室脉络丛，突入处称脉络裂（choroid fissure）。伴随着大脑皮质的扩展，因胼胝体纤维的急剧发展，以致海马结构的各部发展不均匀。背侧部分很少分化。在成人它形成一个残余的薄层灰质称灰被（indusium griseum）覆盖在胼胝体上方。海马结构的腹侧部分（颞叶部分）未受胼胝体发展的影响，而较好发育，形成海马和齿状回。海马嵴和原来皮质的分界沟 海马沟（裂），将海马结构与相邻皮质分开，在颞叶它插入海马旁回与海马结构之间；在胼胝体上方，它插入扣带回与灰被之间改称胼胝体沟（callosal sulcus）。脉络裂在大脑半球内侧面形成弯曲，前起自室间孔，沿穹隆上外侧与胼胝体下方弯曲向下，至颞叶行于海马的上内侧。又由于颞叶皮质的高度扩展，将其内侧由海马嵴衍化的皮质带推向侧脑室下角的底与内侧壁。随着海马沟的加深，内陷部分的皮质突出于侧脑室下角的底，形成海马。海马向背内侧弯曲，到达半球内面，其内侧端又受脉络裂的制约，内侧份再向里弯，形成一个半月形的齿状回。如此海马沟的上唇为齿状回，下唇为下托。下托与海马结构间的过渡区称副下托。皮质区从内嗅区经旁下托、前下托、下托、副下托至海马与齿状回，逐渐由原始型6层变到3层细胞结构。内部结构海马的皮质分层与分区（示意图）三、海马结构的构筑海马与齿状回均属古皮质又称原皮质（archipallium），都是由3层细胞组成：分子层、锥体细胞层（海马）或颗粒细胞层（齿状回）和多形层。由于海马沟的深陷，因此海马分子层与齿状回的分子层由连续成相对，两者间以海马沟为界，海马锥体细胞的轴突，经多形层，进入海马槽（室床），续于海马伞。齿状回的颗粒细胞轴突穿过多形层，终于海马。（一）海马在三层的基础上，由于锥体细胞的树突与轴突的安排形式，又可分成几个亚层。 1分子层（molecular layer） 又可分为：切线纤维层。陷窝层，稍深一层，上述两层常合称分子陷窝层（stratum lacunosummoleculare），由锥体细胞顶树突的很多终末分支，海马传入纤维的轴突终末，锥体细胞返回侧支的轴突终末以及分散在其间的中间神经元的胞体、轴突与树突的终末组成。辐射层（stratum。radiatum）由锥体细胞的顶树突有规则的伸展以及与其连结的轴突相互交织而成，形如从锥体细胞的边缘放射出来，故名。以上3层相当于新皮质的分子层。 2锥体细胞层（pyramidal layer）由大、小型锥体细胞排列紧密而成。其顶树突伸向分子层，底树突大部分伸入多形层。从锥体细胞的基底或底树突发出的轴突进入室床，续于海马伞。3多形层（pexiform layer）（又称始层 stratum oriens）主要含有锥体细胞的底树突与较小且多种形状的中间神经元。其中有些称为篮细胞，它的轴突经辐射层绕返，形成致密的筐篮包围锥体细胞。这些小细胞显示为抑制性中间神经元，它们接受传入至海马的纤维，以及由海马发出的轴突侧支的终末，形成轴树突触与轴体突触，所以多形层由出入海马的轴突及其侧支，邻近的大锥体细胞底树突和小型多种中间神经元的胞体和树突，相互交织而成。锥体细胞的树突在各层接受不同的轴突终末：来自对侧海马的连合纤维，终于底树突；来自内嗅区的轴突终止于分子层的顶树突终未支；来自CA3区锥体细胞的返回侧支（schaffer侧支）与来自蓝斑和隔区的纤维终止于陷窝层的顶树突分支；来自齿状回的苔状纤维终止于CA3区在辐射层包绕顶树突分支。若从脑室面向腹内侧的海马作冠状切面观察，则包括室管膜上皮、海马槽（室床）、多形细胞层（始层）、锥体细胞层、辐射层、陷窝层和切线纤维层，后三者合为分子层。海马的构筑虽然全长分层一致，但依据细胞形态，不同皮质区发育的差异以及各种纤维通路的不同，Lorente de No（1934）把海马又分成 CA1、CA2、CA3、CA4四个扇形区，CA4位于齿状回门内，CA3区一端接齿状回门的边界，另一端与CA2相接。Blackstad（1956）与Amaral和Insausti（1990）认为CA3与CA4在细胞构筑或纤维联系上，两者不能分辨。因此取消CA4区，将海马分为CA1、CA2、 CA3区。CA3区锥体细胞最大，它接受颗粒细胞苔状纤维的终末于其近端树突，CA2区含最密集的锥体细胞，由大锥体细胞与小锥体细胞组成，无苔状纤维的投射。CA1区含小锥体细胞，这区内10的神经元为中间神经元。（二）齿状回1分子层 包含从内嗅区来的传入纤维，从邻近神经元发来的轴突，以及颗粒细胞的树突。2颗粒层 由紧密排列的球形或卵圆形小细胞组成。它们的轴突称苔状纤维（mossy fibers），穿过多形层进入海马，终于CA3区辐射层顶树突近侧部附近，与树突棘形成一系列粗大轴树突触。颗粒细胞的树突进入分子层，在此分叉而终止。颗粒细胞的轴突穿过此层时发出侧支，又终止于其他颗粒细胞。3多形层 相当于大脑皮质任何地方的多形层，含有多种类型的细胞，包括变形的锥体细胞与篮细胞。颗粒细胞的轴突穿此层，至海马CA3区。四、海马结构的纤维联系（一）内部联系显示一个封闭的环路，使信息单方向的传递。内嗅区一齿状回一CA3区CA1区一下托皮质一内嗅区 （二）外部联系1传入（1）来自内侧隔核与斜角带核的胆碱能神经元和少量GABA能神经元的轴突经穹隆、海马伞终止于海马各部，最显著地投射至齿状回和CA3区。（2）丰富的传入来自内嗅区，从内嗅区发出纤维称穿通通路（perforant pathway）横过下托，与下托发出经海马槽（室床）参加穹隆的纤维相交叉。这些自内嗅区发来的纤维分布到全部海马区以及相邻的齿状回。内嗅区是海马结构与大脑皮质间的中介区。（3）自外侧杏仁核发纤维至吻侧内嗅皮质，再由此中继投射至海马结构。（4）起源于乳头体背侧与外侧的所谓乳头体上区的大细胞（下丘脑后核的后份），发纤维主要到CA2与CA3区以及内嗅皮质。（5）起自丘脑前核与邻近的外侧背核以及中线核的连接核都发纤维投射，主要至CA1区分子层，部分至下托与内嗅区。从枕核内侧份发投射至内嗅区。（6）来自各种脑干核：蓝斑核发去甲肾上腺素能纤维，中脑中缝核主要是中央上核发5HT能纤维，以上两者投射至海马结构的大部分。亦有实验显示存在多巴胺能的投射至海马，大约来自中脑被盖腹侧区。2传出 穹隆（fornix）是海马的主要传出系统，在人约含 1200 000根纤维，它由下托皮质细胞与海马锥体细胞的轴突，沿脑室表面行走成为海马槽（alveus）。此纤维在海马内侧缘集中形成海马伞（fimbria）。海马伞向后行逐渐增加它的厚度，至海马后端在胼胝体压部下面，它们弓曲向前形成穹隆脚（crus of fornix），两侧穹隆脚逐渐靠拢，在两者之间有许多纤维跨至对测，形成三角形的薄片称海马连合（hippocampal commissure），海马连合在人不发达。此后两侧穹隆脚平行相接称为穹隆体（body of fornix），它在胼胝体下面，前行至丘脑前缘，穹隆体又分离为穹隆柱（column of fornix），发自下托的穹隆柱纤维在室间孔前方与前连合后方弓曲向腹侧，称连合后穹隆，没入下丘脑区，终止于乳头体特别是内侧核，在其行程中发纤维至丘脑前核与外侧背核。有些连合后穹隆纤维向尾侧进入中脑被盖。发自海马的穹隆柱纤维在前连合的前方称连合前穹隆，不成密集的束，分布至隔核、外侧视前区、下丘脑前份与斜角带核，部分纤维向后直至中脑中央灰质吻部。穹隆纤维与起自隔核的纤维，经下丘脑，换元或不换元向后延伸至中脑被盖与中央灰质，它是组成前脑内侧束的最大根束。另据最新报道，发自海马CA1区与下托的纤维，终止于内侧眶额皮质，伏隔核亦接受从下托与CA1区以及内侧眶额皮质的投射，相互间形成神经环路，这涉及认识与记忆过程的几个方面的功能。五、化学神经解剖学（一）乙酰胆碱乙酰胆碱能纤维主要来自内侧隔核与斜角带核，分布到全部海马结构。已知乙酰胆碱对海马结构发挥多种调控作用，损伤海马伞或穹隆系统，产生海马内胆碱能供应的消失，若植入隔区胚胎的胆碱能神经元进人成年动物的海马，可减轻丧失的胆碱能输入。一个损伤穹隆的猴，作上述脑植入手术，可恢复猴的学习能力。胆碱能传入与5HT从中缝核传入汇集于海马中间神经元特定的种类。这些中间神经元与其他中间神经元的区别，依据它们含钙结合蛋白的类型，它们含有丰富的 calbindin D28k，另外一些含有parvalbumin。在突触水平乙酰胆碱的作用由毒蕈碱型M受体中介。（二）氨基酸海马的锥体细胞和齿状回的颗粒细胞都以谷氨酸作为兴奋性递质。谷氨酸起兴奋作用于海马，可启动两个不同的传导：一个由N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体中介，另一个是由非NMDA受体中介，两者被激活后，均可引起神经膜离子通透性的变化。非NMDA受体激活后，引起单价阳离子（Na+、 K+）通透性增加，膜电位显著减少，产生的兴奋性突触后电位（EPSP）作用快消失也快，导致神经元快速的兴奋效应。NMDA受体激活后，除引起Na+、 K+离子通透性增加外，还使Ca2+通透性增加，导致慢时程的兴奋性突触后电位，电位上升慢而持久。这种NMDA受体的性质，对海马学习与信息储存过程中，神经元的依赖性活动，至关重要。 一氨基丁酸是抑制性中间神经元释放的主要递质，它与锥体细胞与颗粒细胞的细胞体及树突形成突触。它的作用依赖于不同GABA受体。GABAA在海马神经元的胞体上找到，GABAB在树突上找到。GABAA与GABAB受体均参与突触后抑制，通过不同作用部位共同调控突触后功能。GABA不但存在于海马中间神经元内，亦存在于海马的传入纤维中特别来自隔区的纤维。此外，抑制性递质GABA与兴奋性递质谷氨酸（glutamate）共存于苔状纤维内。（三）单胺类来自蓝斑的去甲肾上腺素能终末，主要在齿状回门与CA3区陷窝层，在此处支配十分稠密。去甲肾上腺素作用于CA1区至少产生两个不同效应：降低锥体细胞的抑制作用，可能经过一个抑制性中间神经元，通过1受体中介；直接作用于锥体细胞，经1受体中介，可能增强兴奋性的应答与减弱适应性。所以去甲肾上腺素能输入，在海马水平起重要的调控作用。来自中脑被盖腹侧区的多巴胺能传入纤维终于海马。来自中脑中央上核发出5HT能纤维投射至海马结构的大部，在齿状回特别致密。（四）神经肽众多的神经肽存在于海马结构内（如生长抑素、P物质、神经肽Y、脑啡肽、组胺、强啡肽。胆囊收缩素、血管紧张素、血管活性肠肽、促肾上腺皮质激素释放激素等）。它们的确切功能意义不清楚。但在阿尔茨海默症中生长抑素减少具有特征性的改变，其受体亦平行下降。在鼠，CCK、强啡肽在齿状回门发出的某些轴突中，作为苔状纤维终止于海马锥体细胞的近侧顶树突。强啡肽又与谷氨酸共存于苔状纤维内。同时从内嗅区发出的穿通通路至海马的轴突内也含有脑啡肽。此外，海马的中间神经元含NOS，齿状回的篮细胞和其他中间神经元也是NOS免疫反应阳性，NOS神经元可抵抗多种损伤，在齿状回中这些细胞可能与一过性局部缺血的选择性损伤有关。功能 解剖与生理事实指出海马结构与嗅觉功能无关。海马结构在学习与记忆中起重要作用，还具有控制感情行为与神经内分泌功能。关于海马结构的功能，大多是对实验动物的研究和对海马损伤病人的临床观察。双侧海马损伤，可由于头部颅中窝前壁蝶骨大翼的受击，亦可由于大脑缺氧的结果，海马CA1区的神经元对缺氧十分敏感。许多病人在心脏停止跳动多于几分钟的时间内复苏，就留下记忆缺陷，病人患阿尔茨海默症，CA1区细胞退行性变化，包括神经原纤维缠结，具有淀粉样沉积的神经斑决出现。其早期症状就有不能形成新的记忆。海马显示与近期记忆有关。双侧海马的损伤，较重损害近期记忆与较轻损害行为变化，远期记忆常不受影响，且智力功能可能保留在一个较高的水平。但这些病人显示无能力去学习新事物及新技能，这些结果是在切除双侧颞叶内侧的癫痫病人中获得的，依据Scoviller与Milner报道，颞叶前端的损伤不丧失记忆，只在损伤向后伸展涉及海马结构与部分海马旁回时才出现记忆丧失。一般认为丧失记忆仅在损伤双侧海马结构与海马旁回时出现，但有些病人切除优势半球部分颞叶，显示轻度字音不正常或记忆紊乱。实验研究指出，在猴移去双侧杏仁体，部分海马结构和海马旁回皮质时，依赖于视觉、听觉与辨别触觉的记忆与学习受到损害。当猕猴在成对视刺激共存的情况下，前