Hipokamp, to struktura anatomiczna w mózgu, która odgrywa istotną rolę w procesach pamięci, emocjach i przetwarzaniu informacji przestrzennej. Hipokamp jest zlokalizowany w obrębie płatów skroniowych mózgu i składa się z kilku podobszarów. Główne funkcje hipokampu obejmują konwersję krótkotrwałych wspomnień w długotrwałe, przetwarzanie informacji przestrzennej, a także wpływ na regulację emocji.
Hipokamp jest szczególnie ważny dla formowania nowych wspomnień i nawigacji przestrzennej. Uszkodzenia hipokampu mogą prowadzić do deficytów w zdolności zapamiętywania nowych informacji oraz problemów z orientacją przestrzenną. Jest to kluczowy obszar mózgu związany z procesem uczenia się i pamięcią.
W hipokampie, który jest strukturą w mózgu, powstaje niestabilny obwód pobudzający, ustanowiony dzięki wzajemnym połączeniom między komórkami ziarnistymi zębówki a komórkami mchowatymi. Ten obwód jest dynamicznie regulowany przez aktywność i ma związek z procesem separacji wzorców i padaczką. Z uwagi na rozległe projekcje komórek mchowatych, ten obwód jest szczególnie podatny na nadmierną aktywność. W badaniach zidentyfikowano wiele mechanizmów, dzięki którym aktywacja receptorów kannabinoidowych, które są obficie obecne w aksonach komórek mchowatych, skutecznie tłumi aktywność tego obwodu. Receptory kannabinoidowe wpływają selektywnie na transmisję synaptyczną między komórkami mchowatymi a komórkami ziarnistymi oraz na indukcję długotrwałego nasilenia przewodzenia synaptycznego (LTP). Te działania hamujące przyczyniają się prawdopodobnie do rzadkiej sieci cichych komórek ziarnistych, co jest istotne dla separacji wzorców, zapobiega padaczce i może wyjaśniać niektóre efekty marihuany w zakresie pamięci zależnej od hipokampa.
W mózgu istnieją niestabilne sieci wzajemnie pobudzających się neuronów. W hipokampie, strukturze mózgowej, komórki mchowate (MC) o charakterze pobudzającym otrzymują silne sygnały od komórek ziarnistych zębówki (GC) i przesyłają je z powrotem na blisko położone dendryty GC. MC tworzą w ten sposób rozległy obwód wzajemnie pobudzający (GC-MC-GC), który ma zdolność do dezorganizacji i może prowadzić do padaczki. Ostatnio udało się wykazać, że fizjologiczny wzorzec aktywności MC wywołuje wyraźny rodzaj presynaptycznego długotrwałego nasilenia przewodzenia (LTP) w transmisji MC-GC, co zwiększa wyjście GC. Jeśli ten proces nie jest kontrolowany, może zakłócić uczenie zależne od zębówki, takie jak separacja wzorców, która opiera się na rzadkim wybuchu aktywności GC, i nawet ułatwić wystąpienie padaczki. Co ciekawe, aksony komórek mchowatych wykazują wyjątkowo wysokie poziomy receptorów kannabinoidowych typu 1 (CB1Rs), ale ich rola w synapsach MC-GC jest słabo zrozumiana. W badaniach przeprowadzonych na kawałkach hipokampa u gryzoni stwierdzono, że stałe aktywne CB1Rs, prawdopodobnie za pośrednictwem jednostek βγ, wybiórczo hamowały wejścia MC do GC, ale nie wpływały na wejścia MC do komórek interneuronów hamujących ani na wejścia GC wrażliwe na CB1R. Aktywność toniczna CB1R hamowała także LTP i wyjście GC. Ponadto krótkotrwałe uwolnienie endokannabinoidów przez GC tłumiło MC-GC LTP na dwa różne sposoby, zarówno w trakcie indukcji za pośrednictwem sygnalizacji βγ, jak i przed indukcją za pośrednictwem sygnalizacji αi/o, w formie presynaptycznej metaplastyczności. Wreszcie, jednokrotne podanie kannabinoidów zewnętrznych wystarczyło, aby wywołać tę presynaptyczną metaplastyczność w życiu zwierząt. Dzięki tłumieniu przewodzenia pobudzenia i plastyczności, aktywność toniczna i fazowa CB1R w zakończeniach aksonów MC może zachować rzadką naturę obwodu zębówki i chronić przed nadmiernym pobudzeniem.
źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2017590118