¿Qué es el hipocampo y cómo funciona en la anatomía y la cognición humana?

El hipocampo es una de las estructuras más importantes del cerebro de los mamíferos, ubicada en la parte medial del lóbulo temporal. Esta región destaca por su papel fundamental en la consolidación de la memoria y la navegación espacial.

¿Qué es exactamente el hipocampo y dónde se localiza?

El hipocampo es una estructura marginal del cerebro humano y de otros mamíferos, caracterizada por una capa simple de sustancia gris cortical en forma de S curvada. Se sitúa en el interior de la parte medial del lóbulo temporal, bajo la superficie cortical, y forma parte tanto de la arquicorteza como del sistema límbico. Debido a su morfología en los primates, que recuerda a un caballito de mar, el anatomista del siglo XVI Giulio Cesare Aranzio lo denominó hippocampus. Al igual que el resto de la corteza cerebral, es una estructura pareada con dos mitades especulares en ambos hemisferios. En los humanos adultos, su volumen se sitúa habitualmente entre 3 y 3,5 cm³ por hemisferio.

La estructura microscópica del hipocampo presenta capas densamente empaquetadas de neuronas, lo que ha permitido que históricamente se utilice como sistema modelo en neurofisiología. Las señales eléctricas generadas en su interior se encuentran entre las más intensas del sistema nervioso central.

¿Cómo ha evolucionado el estudio histórico de esta región cerebral?

La descripción inicial del hipocampo se atribuye formalmente al anatomista Giulio Cesare Aranzi hacia 1587, quien destacó su parecido con un caballito de mar o un gusano de seda. Durante los siglos siguientes, otros anatomistas propusieron denominaciones alternativas como «asta de carnero» o cornu Ammonis en alusión al dios egipcio Amón. En un principio, los investigadores relacionaron erróneamente esta estructura con el sentido del olfato. No fue hasta principios del siglo XX cuando el neurólogo ruso Vladímir Béjterev sugirió por primera vez su participación en los procesos de la memoria a partir del estudio clínico de pacientes con amnesia.

El conocimiento sobre el hipocampo experimentó un avance radical a mediados del siglo XX con la descripción del caso del paciente H.M. (Henry Gustav Molaison), cuya extirpación quirúrgica bilateral del hipocampo para tratar la epilepsia provocó una amnesia anterógrada severa, consolidando su estatus como objeto de estudio central en las neurociencias cognitivas.

¿Qué papel desempeña el hipocampo en la formación de la memoria?

El hipocampo es indispensable para la consolidación de nuevos recuerdos conscientes, tanto episódicos como autobiográficos, permitiendo el paso de la memoria a corto plazo hacia un almacenamiento estable en otras áreas corticales. El daño bilateral en esta estructura impide la creación de recuerdos nuevos, un trastorno clínico conocido como amnesia anterógrada, mientras que los recuerdos más antiguos formados años antes de la lesión suelen mantenerse preservados. Las investigaciones clínicas e histológicas demuestran que el hipocampo procesa específicamente la memoria declarativa y la recolección consciente, diferenciándose de las estructuras vecinas de la corteza temporal medial que median la familiaridad o de otras regiones cerebrales dedicadas a la memoria procedimental y las habilidades motoras.

Además, en el estudio experimental de la plasticidad sináptica, fue precisamente en el hipocampo donde se descubrió por primera vez la potenciación a largo plazo (LTP), un proceso electrofisiológico considerado actualmente uno de los mecanismos celulares principales que sustentan el almacenamiento del aprendizaje y la memoria en el cerebro.

¿Cómo interviene esta estructura en la orientación y la percepción espacial?

El hipocampo actúa como un mapa cognitivo neural que permite a los animales y humanos orientarse y reconocer entornos físicos. Los experimentos pioneros de John O'Keefe y sus colaboradores en la década de 1970 demostraron la existencia de «células de lugar» en roedores, neuronas piramidales y granulares del hipocampo que disparan potenciales de acción de forma selectiva cuando el individuo atraviesa una zona concreta de su entorno. Esta representación topográfica se complementa con las células de red y de dirección de la cabeza presentes en la corteza entorrinal adyacente.

En humanos, estudios de neuroimagen y análisis de taxistas profesionales en Londres han revelado que la navegación espacial compleja y la memorización de rutas urbanas exigen una alta actividad hipocampal, correlacionándose positivamente con un mayor volumen de la región posterior del hipocampo en individuos con amplia experiencia en orientación urbana.

¿Qué características anatómicas y fisiológicas definen su circuitos?

Anatómicamente, el flujo de información dentro del hipocampo es predominantemente unidireccional y se organiza a través de la formación hipocampal, que incluye la circunvolución dentada, las regiones CA3 y CA1, y el subículo. La corteza entorrinal funciona como la principal interfaz de comunicación bidireccional entre el hipocampo y el resto de la corteza cerebral. Fisiológicamente, el hipocampo alterna principalmente entre dos modos de actividad eléctrica medidos mediante electroencefalografía: el ritmo theta, predominante durante la exploración activa y el sueño REM, y el modo de actividad irregular lenta (LIA), caracterizado por ondas afiladas y oscilaciones rápidas asociadas a la reactivación de trazas de memoria durante el descanso.

Estas descargas sincronizadas durante el sueño permiten que la información adquirida durante la vigilia sea transferida gradualmente desde el hipocampo hacia el neocórtex, consolidando los rastros de memoria a largo plazo.

¿Qué patologías y trastornos neurológicos están vinculados al hipocampo?

El hipocampo es una de las regiones cerebrales más vulnerables ante diversas enfermedades neurodegenerativas, lesiones isquémicas, epilepsia y trastornos psiquiátricos. En la enfermedad de Alzheimer, el deterioro hipocampal constituye uno de los biomarcadores patológicos más tempranos, lo que explica la aparición precoz de fallos en la memoria episódica y la desorientación espacial en los pacientes afectados. Asimismo, las crisis epilépticas de origen temporal suelen involucrar de forma directa al hipocampo mediante un proceso conocido como esclerosis hipocampal, impulsado por la elevada excitabilidad eléctrica de sus neuronas.

Por otro lado, la exposición prolongada al estrés biológico incrementa los niveles de corticosteroides, provocando la atrofia dendrítica de las células piramidales y la inhibición de la neurogénesis adulta en la circunvolución dentada. Estos cambios estructurales se han documentado en trastornos como la depresión mayor, el síndrome de Cushing y el trastorno por estrés postraumático.

Sources & Further Reading

Duvernoy, Henry M. (2005). The Human Hippocampus Functional Anatomy, Vascularization and Serial Sections with MRI. 3.ª edición. Springer. ISBN: 3540231919.

O'Keefe, John; Nadel, Lynn (1978). The Hippocampus as a Cognitive Map. Oxford University Press.

Scoville, William B.; Milner, Brenda (1957). «Loss of Recent Memory After Bilateral Hippocampal Lesions». Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry, Vol. 20, pp. 11-21.

Buzsáki, György (2006). Rhythms of the Brain. Oxford University Press. ISBN: 0195301064.