Hải mã là một cấu trúc quan trọng trong não, được biết đến với vai trò quan trọng trong việc hình thành trí nhớ và định hướng không gian. Hải mã là một hồi có cấu trúc tinh vi bao gồm bốn vùng phụ chính: CA1, CA2, CA3 và CA4. Mặc dù chúng thường được gọi chung là "hồi hải mã", mỗi vùng này đều chịu trách nhiệm cho các chức năng thần kinh khác nhau và hoạt động cùng nhau để tạo thành một mạch thần kinh gọi là "mạch ba synap".
CA1 được coi là vùng đầu tiên của mạch hồi hải mã, với đường dẫn đầu ra chính hướng đến lớp V của vỏ não khứu giác.
Vùng CA1 là một trong những điểm khởi đầu của mạch hồi hải mã và đường dẫn ra chính của nó dẫn đến lớp V của vỏ não khứu giác và kết nối với vùng dưới đồi. Vùng này đóng vai trò quan trọng trong việc nhớ lại trí nhớ và tìm kiếm bối cảnh, và được coi là cầu nối chính để chuyển đổi trí nhớ ngắn hạn sang trí nhớ dài hạn.
Vùng CA2 là khu vực tương đối nhỏ nằm giữa CA1 và CA3. Mặc dù có kích thước nhỏ, CA2 đóng vai trò quan trọng trong tương tác trí nhớ. Nó nhận thông tin từ vỏ não khứu giác và tương tác với các tế bào thần kinh trong vùng CA3. Mặc dù CA2 thường bị bỏ qua, nhưng bằng chứng cho thấy nó đóng vai trò thiết yếu trong trí nhớ xã hội và trí nhớ dài hạn.
CA3 được coi rộng rãi là "máy tạo nhịp tim" của hồi hải mã, với kiểu gai hình cây độc đáo và nhiều đầu vào.
Vùng CA3 là phần chuyên biệt nhất của hồi hải mã, tiếp nhận thông tin từ các sợi nấm của hồi răng cưa và vỏ não khứu giác. Các tế bào thần kinh dạng sợi nhánh trong vùng CA3 có các gai dạng sợi nhánh độc đáo được gọi là "các quá trình đột biến". Những cấu trúc này không chỉ có tác động quan trọng đến chức năng của chúng mà còn trao cho CA3 một vai trò độc đáo trong các mạch thần kinh. Các tế bào thần kinh CA3 có khả năng hình thành các kết nối bộ nhớ thông qua các vòng phản hồi và tầm quan trọng của chúng nằm ở chức năng của chúng trong bộ nhớ bền vững.
"Biến động EEG mạnh có liên quan chặt chẽ đến quá trình củng cố trí nhớ và CA3 được coi là đóng vai trò trung tâm trong quá trình này."
Hoạt động của CA3 cũng liên quan đến nhịp dao động chậm và thời điểm chính xác của thông tin đầu vào từ vỏ não khứu giác cho phép CA3 tổng hợp các bit thông tin trong quá trình mã hóa bộ nhớ. Ngoài ra, nghiên cứu còn phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh ở vùng CA3 có khả năng tái tạo lại thứ tự đã được mã hóa trước đó trong quá trình phát lại khi tỉnh táo, hỗ trợ cho việc tái tạo ký ức.
Thuật ngữ CA4 được học giả Lorente de Nó giới thiệu và ban đầu được dùng để mô tả tính đa dạng của CA3, nhưng các nghiên cứu sau đó cho thấy CA4 không độc lập và thực chất là một lớp đa hình của hồi răng cưa. Do đó, CA4 thường được định nghĩa lại và được coi là lớp đa hình của hồi hải mã. Các tế bào thần kinh ở khu vực này chủ yếu nhận thông tin từ hồi răng cưa và phản hồi tín hiệu đến vỏ não khứu giác, tạo thành một mạng lưới kết nối thần kinh phức tạp.
Khác với tế bào thần kinh CA3, tế bào thần kinh CA4 giống với tế bào thần kinh hồi răng hơn và mô hình kết nối của chúng có liên quan chặt chẽ đến vị trí của các dây thần kinh.
Các tế bào thần kinh CA4 tăng cường hơn nữa chức năng tổng thể của hồi hải mã với khả năng kết nối đa dạng của chúng, cho phép nó truyền thông tin đã thu thập và mã hóa trong quá trình tương tác giữa các vùng, thúc đẩy hơn nữa từng bước củng cố trí nhớ.
Nhìn chung, các vùng CA1 đến CA4 có những đặc điểm riêng và thông qua các kết nối và giao tiếp phức tạp, chúng hoạt động cùng nhau để duy trì hoạt động chung của hồi hải mã. Và vẫn còn nhiều điều bí ẩn cần được giải đáp về cách những khu vực này hoạt động cùng nhau hiệu quả hơn để có thể lưu giữ trí nhớ của chúng ta?