海馬迴是大腦中一個關鍵的結構,以其在記憶形成與空間導航中的重要角色而聞名。海馬迴的結構精細,含有四個主要的分區:CA1、CA2、CA3和CA4。雖然它們通常被統稱為「海馬回」,這些區域各自負責不同的神經功能,並共同協作,形成一個名為「三突觸迴路」(trisynaptic circuit) 的神經回路。
CA1被視為海馬迴電路的首個區域,主要的輸出通路指向內嗅皮層的V層。
CA1區域是海馬迴迴路的起始點之一,其主要的輸出通路通往內嗅皮層的V層,以及與下丘腦的連結。此區域在記憶的回憶與情境回溯方面具有關鍵角色,並被認為是短期記憶向長期記憶轉換的主要橋樑。
CA2區域是一個相對較小的區域,位於CA1與CA3之間。儘管其體積小,CA2卻在記憶交互作用中扮演著不可忽視的角色。它接收來自內嗅皮層的輸入,並與CA3區域的神經元有相互作用。雖然CA2常常被忽視,但已有證據顯示其在社交記憶和長期記憶中有著不可或缺的功能。
CA3被廣泛認為是海馬迴的「心跳發電機」,其具獨特的樹突脊形式,受著多重輸入。
CA3區域是海馬迴中最具特異性的部分,接收來自齒狀回的蕈狀纖維與內嗅皮層的輸入。CA3區域的樹突神經元擁有名為「刺痛突起」的獨特樹突脊,這些結構不僅對其功能有重要影響,還使CA3在神經回路中有其獨特的作用。CA3的神經元能夠透過回饋連接圈來形成記憶的連結,其重要性在於它對持續性記憶的功能。
「尖銳的EEG波動與記憶整合密切相關,而CA3則被視為在此過程中扮演核心角色。」
CA3的運作同時與慢性振盪節奏相關聯,這種基於內嗅皮層輸入的精確時間配合,讓CA3能夠在記憶編碼過程中十大化點滴資訊。此外,在研究中發現CA3區域的神經元在清醒重放過程中能夠重現早先編碼的順序,為記憶的再現提供了支撐。
CA4一詞是由學者Lorente de Nó引入,最初用於描述CA3的多樣性,但後來的研究顯示CA4不具獨立性,實際上是齒狀回的多形層。因此,CA4常常被重新定義,並被視為海馬迴的多形層。這一區域的神經元主要接收來自齒狀迴的輸入,並將信號反饋至內嗅皮層,形成一個復雜的神經連接網絡。
不同於CA3的神經元,CA4的神經元更像齒狀回的神經元,其連結方式與神經位置密切相關。
CA4的神經元以其多樣的連結能力進一步強化了海馬迴的整體功能,使其在區域間的交互中能夠傳遞檢索及編碼的資訊,進一步促進記憶穩固化的各個步驟。
總體而言,CA1到CA4的區域各具特色,透過複雜的連結與交流,共同維持海馬迴的整體運作。而對於這些區域如何更有效率地協同工作以使我們的記憶得以保存,還有許多待解開的謎團?