1 海馬迴
1.1 海馬迴的名稱
1.2 海馬迴的位置
1.3 海馬迴的部分
1.4 海馬迴的功能
1.5 海馬迴受損
1.6 海馬迴與記憶的處理
1.7 如何減緩海馬迴老化
1.1海馬迴的名稱
「海馬迴」英文稱為 hippocampus，是從希臘文字根 hippos (馬) + kampos (海怪)而來的。
名字來源於這個部位的彎曲形狀貌似海馬，因此十六世紀的解剖學家Aranzi將之如此命名。
1.2海馬迴的位置
海馬迴在神經分類系統上的位置：
在講到海馬迴的位置之前，想先講講大腦邊緣系統(Limbic System )。
邊緣系統乃是支援多種功能例如情緒、行為及長期記憶的大腦結構。
邊緣系統包含了大腦六個部分：
1 杏仁核(Amygdaloid nucleus)2 海馬迴(Hippocampus)
3 扣帶回(Cingulate gyrus)
4 穹窿 (Fornix)
5 前視丘核(Anterior thalamic nuclei)
6 下丘腦/下視丘(Hypothalamus)
人有兩個海馬，分別位於左右腦半球。
海馬迴位於腦顳葉的內側，是邊緣系統(limbic system)的一部分，從前下往後上方斜行，位於海馬旁回(parahippocampal gyrus)之上，側腦室顳角的內側，可分為頭部、體部及尾部，杏仁核(amygdala)即位於海馬迴頭部之內上方。
見下方圖：
1.3海馬迴的部分
海馬迴只有四公分長，頭部較大，表面有波紋，體部較平滑。漸向後往上斜行至尾部，向內走在胼肢體尾部之下。血流的供應絕大部分來自後大腦動脈的分支，只有頭部的血流供應來自前脈絡動脈。
在顯微結構下，依不同型態的神經元，海馬迴包括了兩個主要的部分：
l Cornu Ammonis(又可分為CA1~4四區)
l 齒迴(dentate gyrus)
兩者以海馬裂(hippocampal fissure)相隔。
P.S.
EC = entorhinal cortex 內嗅皮質的縮寫。
CA1與 CA3 部位構成嚴格意義上的海馬。
CA2只占海馬的一個很小部分通常將其對海馬的功能忽略，值得注意的一點是這一小區域似乎能抵抗
由於例如癲癇等造成的大規模的細胞破壞。
Cornu Ammonis這個名字來自於像古埃及太陽神明阿蒙神(Amun)的角。
後來又找到一個來源說法：
CA1、CA3的名稱由來，則是因為海馬迴裡面金字塔神經細胞 (pyrimidal cell) 的形狀，很像金牛犢cornu ammonis，因此稱為CA1和CA3。
海馬迴傳遞信息：
信息進入海馬時由齒狀迴流入CA3到CA1再到腦下腳。所以海馬迴接收訊號輸入的地方是 EC，接著有各種道路，先傳到CA3，然後傳到CA1，最後傳回EC作為輸出訊號。
人們普遍認為這些區域的每一部分在海馬的信息處理過程中都扮演著一個具有獨特功能的角色，但迄今為止對每一區域功能的細節還不甚了解。
1.4海馬迴的功能
海馬迴的功用被發現的過程à
最重要的是因為在1953年，有一為病人，名字縮寫為H.M. (Henry M.) ，因為一直為癲癇 (epilepsy) 所苦，因此醫生決定為他開刀，把癲癇的來源，也就是腦部顳葉(temporal lobe) 的地方，摘除掉。這個部分剛好也就是海馬迴的地方，因此他的左右的海馬迴、以及杏仁核 (amygdala, 負責情緒功能的區域)，也被摘除掉了。
手術之後，病人H.M.好像恢復正常，不再癲癇。但是，他開始產生嚴重的失憶症，手術往前一部分時間的記憶消失，手術後無法形成新的長期記憶。人沒有長期記憶的功能，是非常不容易生活下去的！醫師發現這個情況以後，也就在沒有其他醫生會使用這種切除海馬迴的方式來治療癲癇了。對於科學研究來說，我們則是順便從這個病例，了解到海馬迴具有形成長期記憶的功能，詳細迴路可能還不知道，但是至少知道如果整個海馬迴摘掉，就無法形成長期記憶。
海馬迴與杏仁核的差別：
海馬迴的主要功能是提供明確的情境記憶，而杏仁核（amygdala）則為事實增添情緒的意涵。科學家萊杜克斯舉了一個有趣的例子做為註解：
「海馬迴幫你認出遠遠走過來的那個人是你的某房親戚，杏仁核則提醒你，它是個討厭的傢伙。」
海馬迴的功能主要與記憶有關係，主要負責學習與記憶的形成。
海馬迴主要的功能在於處理時間空間上較為複雜的訊息組合，這種涉及時空因素的訊息，就是熟知的事件性記憶的真締，這種記憶只經歷過一次，雖然歷史重演，但時空已變。從病人的臨床表現可以看的出來，人類海馬迴腦傷最重要、明顯的認知障礙就是這種記憶喪失，病人忘了在哪裡、什麼時候、做了什麼事或經驗了什麼事件。
海馬迴對於記憶影響很大，無論是短期記憶到長期記憶，以及其他各式各樣的記憶，都有關聯，最相關的就是敘述記憶 (declarative memory) 也就是需要用文字敘述，和時間、地點、人物相關的事實記憶（陳述性記憶指的是那些可以被明確的描述的記憶，如「昨天晚飯吃了什麼」這樣的關於經歷過的事情的情景記憶，以及「地球是圓的」這樣的關於知識的概念記憶），
與之相對的，就是程序記憶 (procedure memory)，譬如說騎腳踏車、美術創作、打球運動這種比較不是用文字來敘述的記憶。日常生活中的影像、聲音、氣味等訊號最後都會從大腦皮層(cortex)被送入海馬迴，進而結合成單一的記憶。因為海馬迴本身就是一種不斷回饋的神經網路，也因為這種不斷回饋的神經網路，因此短期記憶可以經由海馬迴，把重要的部分留下來，變成長期記憶。
Berkeley有一個實驗室叫做 NTL (Neural Theory of Language)，是在研究以神經網路為基礎的語言功能處理。其中有一位研究員叫做 Lokendra Shastri 。他其中一個系統，就是用電腦模擬海馬迴，模擬出海馬迴處理「事件記憶」(episodic memory)的功能，論文的大意是說，資訊進入海馬迴之後，會不斷地回饋，回饋過程中，會將錯誤的資訊捨棄，正確的資訊強化，最後形成穩固的事件記憶，杏仁核的訊號則是一種「重要性」的情緒訊號。
1.5海馬迴受損
年紀、情緒及壓力會影響到海馬迴的功能與結構。
當人處在長期壓力中，海馬迴將會受到傷害，細胞間質區的傳導物質Serotonin分泌減少；
長期電流通路亦受到阻礙，這是為什麼會健忘或情緒低落的原因。 海馬的損傷不會影響某一些記憶，例如學習新的技能的能力（如學習一種樂器），將設這樣的能力依靠的是另外一種記憶（程序記憶）和不同的腦區域。有跡象表明著名的病人HM（作為治療癲癇病的手段他的內側顳葉被切除）有組織新的概念記憶的能力。
長期電流通路亦受到阻礙，這是為什麼會健忘或情緒低落的原因。 海馬的損傷不會影響某一些記憶，例如學習新的技能的能力（如學習一種樂器），將設這樣的能力依靠的是另外一種記憶（程序記憶）和不同的腦區域。有跡象表明著名的病人HM（作為治療癲癇病的手段他的內側顳葉被切除）有組織新的概念記憶的能力。
下面是一段敘述HM故事的影片，提到不只長期記憶的形成需要海馬迴，11年以內的記憶也需要海馬迴才能穩定下來(memory consolidation)：
腦部傷害可能抹去我們的過往記憶，也可能減損我們對未來的想像力。
請你發揮想像力，假設自己在炎陽如炙、海水湛藍的沙灘上度過一天。這應該很簡單。但是，最新研究發現，對一般人來說很簡單的想像，對某些失憶症患者而言，難如登天。
請你發揮想像力，假設自己在炎陽如炙、海水湛藍的沙灘上度過一天。這應該很簡單。但是，最新研究發現，對一般人來說很簡單的想像，對某些失憶症患者而言，難如登天。
英國倫敦大學學院神經科學家麥奎爾（Eleanor Maguire）請自願受測者想像一個虛構的全新體驗，這些受測者很自然地想到一些森林、城堡與沙灘等迷人景致，連細節都沒漏掉。麥奎爾是研究記憶的專家，她想要瞭解，如果請失憶症患者發揮這種想像力，他們會有怎樣的反應。一般認為，失憶症患者的主要限制就是記不得過去發生的事。
這些病人的確無法想出什麼場景。對他們來說，一個假想的海灘會變成這樣：「我看不到什麼東西，只有天空。我聽到海鷗的聲音。嗯，我只能看到一片藍色。」
麥奎爾表示，失憶症患者是名符其實的活在當下，無法想像過去與未來的任何細節。她所領導的團隊最近把研究成果發表在《美國國家科學院期刊》。
心理時光旅行
在此研究中，受測患者腦部的海馬迴區域（ hippocampus）都曾受過損傷。研究顯示，腦部的海馬迴區域與處理空間訊息、指向和記憶有關。海馬迴受損，很可能引發失憶症。
失憶症病人為什麼沒有辦法想像未來？麥奎爾表示，他們的問題並不是無法想像事物的細節。他們的問題在於：無法把所有細節串起來，拼成一個完整圖像。他們手上有許多分散的拼圖碎片，但是他們不能把碎片拼成完整圖像。麥奎爾說，這可能是因為腦部理解空間的區域受到損傷。
哈佛大學心理學家薛克特（Dan Schacter）說，過去幾年來，研究腦部影像以瞭解海馬迴對想像力有何影響的研究並不少，他自己就在進行相關實驗。
薛克特在一篇即將發表的論文中指出，對於沒有患病的普通受測者來說，他們想像未來事物的時候，海馬迴的活動比回憶過去的時候要強烈。薛克特說，海馬迴可能會幫助我們從大腦各部分蒐集過往經驗的片段，再把這些細碎片段連結成完整的未來圖像。海馬迴受損的失憶症患者就無法投入這種「心理時光旅行」。
破片重組
破片重組
在加拿大約克大學研究記憶的羅森本（Shayna Rosenbaum）說，海馬迴受損並不一定帶來單純的失憶症。她說：「失憶症並非問題核心，重點是，大腦的其他區域如何將所有細節拼湊整合。」
羅森本自己的研究成果顯示，無法想像未來，不一定是因為腦部的空間認知功能受損，因此無法在腦中形成一個認知地圖。
她對一位代號「KC」的失憶症患者做過研究，結果發現，對於KC來說，想像一個比較真實的未來場景（例如在熟悉場景發生的家庭事件）比想像一個不太可能發生的事（例如外星人乘太空船造訪地球）困難許多。實驗結果指出，KC拼湊心理圖像的能力其實不差，只是他無法輕鬆地從一堆記憶碎片中理出頭緒，形成圖像。
麥奎爾的研究團隊最近正在檢驗關於海馬迴的各種理論。他們想瞭解，腦部其他的思考與記憶功能，是否也需要一個完整的空間脈絡才能正常運作。
資料來源：
【知識通訊評論半月刊五十四期】2007.02.16
http://k-review.com.tw/2007/02/16/537/人如果長期處在〔壓力〕之下會引起腦萎縮，尤其是海馬迴，它也是老年痴呆症的病灶。
動物實驗顯示，長期的壓力會導致海馬迴細胞內鈣離子濃度增加，而太多的鈣離子是會導致神經細胞受傷甚至死亡，而引起海馬迴的細胞傷亡及整個海馬迴組織的容量下降，進而導致老年人空間感及記憶力變差，這也是老年人容易的痴呆原因之一。
動物實驗顯示，長期的壓力會導致海馬迴細胞內鈣離子濃度增加，而太多的鈣離子是會導致神經細胞受傷甚至死亡，而引起海馬迴的細胞傷亡及整個海馬迴組織的容量下降，進而導致老年人空間感及記憶力變差，這也是老年人容易的痴呆原因之一。
阿茲海默症：
在阿茲海默病中，海馬是首先受到損傷的區域：表現癥狀為記憶力衰退以及方向知覺的喪失。
阿茲海默症侵襲人的腦部；它並非正常的老化現象。得到阿茲海默症的人會漸漸的喪失記憶並且出現語言和情緒上的障礙。智力逐漸喪失的情形稱為癡呆（dementia）。當這個疾病越來越嚴重時，病患在生活各方面都需要他人的協助，像是洗澡、吃東西、上廁所…等等。由於阿茲海默症患者需要人日夜看護，因此病患親友的生活往往也跟著受到很大的影響。阿茲海默症在目前仍是一種不可逆、尚無法治療的疾病。
阿茲海默症症狀：
記憶的喪失可能是阿茲海默症最顯而易見的的病徵，尤其是記不住前不久才發生的事或是最近才獲得的訊息。初始的症狀細微而漸次的出現，不易察覺，而且這些症狀也可能出現在其他的失智症並非阿茲海默症特有。例如：在熟悉的地方迷路，忘了某件事做了沒，老是舊事重提或是無法學新東西。病情惡化時，患者可能會在談話時沒辦法找到適當的用字或是無法做重大的決定。
阿茲海默症其中一項最令人痛苦的地方是患者有時會沒辦法認得親友。患者的性格也可能變得異常的煩躁，偏執多疑，不喜歡與人互動。到後期，患者可能會出現在街上遊蕩，迷路回不了家的情形。新的研究顯示阿茲海默症患者腦部處理視覺和空間訊息的區域可能受到損傷。這可說明患者為何會有沒辦法認出自己在哪兒或是搞不清方向的問題。患者也可能變的不專注，因此無法照料他們自己日常身體的各種需要。阿茲海默症患者腦部其他對記憶很重要的區域亦受到影響，例如基底前腦（basal forebrain）以及海馬迴（hippocampus）。許多為阿茲海默症所苦的人死於其它的原因，像是肺炎 (pneumonia)。由診斷確定日算起，阿茲海默症的病人一般可有6-8年的壽命，但仍許多患者存活超過20年。
阿茲海默症患者的症狀個別差異很大，但是最終每一個患者的症狀都會持續惡化。許多行為上的改變伴隨著阿茲海默症—憂鬱、偏執狂和妄想。然而，阿茲海默症目前是無法治癒的，雖然某些治療似乎有一些效果。失智老人的認路障礙
阿滋海默氏症 (Alzheimer’s disease；簡稱阿氏症) 是高齡者常見的退化性大腦疾病，病人常會出現明顯的記憶力障礙和其他認知功能異常，到後來需要專人照料生活。阿氏症代表性的病理變化有老化斑塊及神經纖維糾纏，後者便是從海馬迴附近開始出現，隨病症進展逐漸向其他腦區擴散(見圖四)。從這點看來，正好提供印證「認知地圖理論」的機會，這似乎是上帝特意留下的一道窗口，讓我們從而了解人類亙古以來演化過程的逆向進展。雖然認路障礙對失智症照顧者、家屬或社會衝擊力不小，但是有關阿氏症病人的認路研究，卻是最近幾年才開始。
1.6海馬迴與記憶處理
l 及時記憶的處理：
1. 海馬迴會將外界不同的訊號放在一起
2. 大腦再統合這批不同的資訊，建立一個單一記憶
3. 時序是關鍵因素
4. 相關的資訊必須同時到達海馬迴
5. 大腦才能將這些訊息統整在一起
l 記憶鞏固的關鍵作用：
1. 海馬迴是記憶鞏固的關鍵角色
2. 海馬迴位置處於側腦室下中央位置，使其能接觸到不同皮質，達到宏觀的調控
3. 記憶會暫存海馬迴，最長達兩年
4. 在睡眠時，記憶在海馬迴中不斷喚起、重播
5. 讓記憶在腦皮質中刻蝕得更深
6. 當記憶與海馬迴不再相連，長期記憶即形成
1.7如何減緩海馬迴老化
多動腦、多運動 老來不痴呆。
如何延遲老化？學理上，海馬迴本身有極大的可塑性，而且會終身產生新的細胞。
年輕時多用腦，會增加腦細胞的新生，降低老年痴呆症的發生，即所謂的存「腦本」。
另外，運動也會增加腦細胞的新生，減緩老化。目前研究的重點包含經由藥物、營養、來減緩海馬迴的老化，甚至整個大腦的老化。延緩新陳代謝可以延遲老化，所以節食是一種已被證實且廣泛使用的方法。此外，抗氧化劑，如維他命E、維他命C、β胡羅蔔素、阿斯匹林、抗氧化食物如綠色蔬果，都已被證實可以減緩老年人的認知能力退化。最終，減低壓力是最重要的。
健忘、失憶是老年人最常面臨的問題。部分的生理原因在於人類形成記憶主要的大腦區域海馬回（hippocampus），在年過50歲後，以每年1~2%體 積的速度逐漸萎縮。而研究發現，仍然持續運動、保有較佳心肺功能的老人，大腦的海馬回體積比較大，空間記憶能力也保存比較好。
有氧運動 減緩海馬回萎縮
有氧運動是減緩海馬回萎縮的方法之一。研究證實，體適能程度較高的老鼠在海馬回等大腦區域的細胞數量，比一般老鼠增加許多。另方面，神經科學研究中，老鼠泅泳一段時間後，海馬回體積相對較大。
在美國伊利諾斯大學和匹茲堡大學的研究中，對165名（其中109名女性）59~81歲的成年人的心肺健康狀況進行測量，並使用核磁共振 （MRI）掃瞄這些老人大腦的解剖影像。結果發現，那些平常持續運動、體適能程度較佳的老人，在空間記憶能力測驗上的反應較快、錯誤率也比較低；更特別的 是，他們有較大的海馬回。
面對老化 適當刺激練腦力
這項研究首次提供來自人類大腦的直接觀察：有氧運動的確減緩了因老化而造成的海馬回萎縮，也間接保存了逐漸退化的空間記憶能力。即使我們無法抵抗生理機能逐漸老化的自然事實，但只要給予適當刺激和訓練，人類老化的大腦仍然可以繼續維持正常機能。
「身體愈健壯的人，海馬回愈大；而海馬回愈大，空間記憶能力愈好。」伊利諾斯大學心理學教授克雷默說。「即使不考慮海馬回大小，也會看到身體健壯與記憶力之間的明顯關係。」
持續運動 為老年存個老本
「這確實是一個具有臨床意義的發現，因為它支援了這樣一個觀點：你的生活方式和行為可能會影響到老年後大腦的縮小。」匹茲堡大學心理學教授埃里克松說，「從根本上說，假如你保持一個健康的體魄，你就保留了大腦中與學習和記憶有關的一個關鍵區域。」
「空間記憶的損害，是老年人喪失獨立生活能力的諸多原因之一。」克雷默說，「這再次證明了，增強身體決定你獨立生活的能力。」
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參考來源：
維基百科
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