The Role of Adult Hippocampal Neurogenesis in Learning and Memory Function

Abstract

Adult hippocampal neurogenesis is the lifelong production of new functional neurons from neural stem cells in the adult brain. Production of neurons in the adult brain is limited to two areas. One of these is the subgranular region in the hippocampus dentate gyrus (DG), the other is the subventricular zone of the lateral ventricles. New neurons produced in the hippocampus DG functionally integrate into mature circuits, and contribute to cognition and emotional control, learning and memory functions in particular. It is still unclear how that contribution occurs and a key issue that is being intensively investigated. Hippocampal neurogenesis declines both with age and in neurodegenerative diseases characterized by deterioration of memory. Understanding the contribution of hippocampal neurogenesis to memory function and investigating factors that affect neurogenesis have gained importance for protective or therapeutic approaches against these neurodegenerative diseases. It is suggested that new neurons produced in the DG contribute to spatial and episodic memory function by pattern separation (prevent overlapping of similar information by making separate presentations) through their electrophysiologic properties (being stimulated easier than mature neurons) in the maturation process. Hippocampal neurogenesis is important in episodic and spatial memory formation. In this review we will try to explain how hippocampal neurogenesis occurs, factors that affect the neurogenesis process, and the role of neurogenesis in memory function based on the present literature.

Özet

Erişkin hipokampal nörogenez, erişkin beyninde yaşam boyu nöral kök hücrelerden yeni fonksiyonel nöron üretimidir. Erişkin beyninde nöron üretimi iki bölgeye sınırlıdır. Bunlardan biri hipokampus dentat girusundaki (DG) subgranüler bölge, diğeri lateral ventriküllerin subventriküler bölgesidir. Hipokampus DG'sinde üretilen yeni nöronlar fonksiyonel olarak olgun devrelere entegre olurlar, özellikle öğrenme ve hafıza fonksiyonu olmak üzere kognisyon ve emosyonel kontrole katkıda bulunurlar. Bu katkının nasıl gerçekleştiği hala açık değildir ve yoğun olarak araştırılan önemli bir konudur. Hipokampal nörogenezin hem yaşla birlikte hem yaşa bağlı hafızanın bozulması ile karakterize nörodejeneratif hastalıklarda azaldığı bilinmektedir. Hipokampal nörogenezin hafıza fonksiyonuna katkısını anlamak ve nörogenezi etkileyen faktörleri araştırmak bu nörodejeneratif hastalıklara karşı koruyucu ya da tedavi edici yaklaşımlar için önem kazanmıştır. Hipokampal DG'de üretilen yeni nöronların olgunlaşma süreçlerindeki elektrofizyolojik özellikleri (olgun nöronlara göre daha kolay uyarılabilir olmaları) sayesinde patern ayrımı (hipokampusa gelen benzer bilgilerin ayrı sunumları yapılarak örtüşmelerinin engellenmesi) yaparak spasyal ve epizodik hafıza fonksiyonuna katkıda bulundukları düşünülmektedir. Bu derlemede hipokampal nörogenezin nasıl oluştuğunu, nörogenez sürecine etkili faktörleri ve hafıza fonksiyonunda nörogenezin rolünü mevcut literatüre dayanarak açıklamaya çalışacağız.