James Papez, en amerikansk neurovetenskapsman som var pionjär i studien av jämförande neuroanatomi, föddes 1883 och dog 1958. Han identifierade en krets i däggdjurshjärnan som subserves känslomässig upplevelse och eponymen, Papez circuit, är fast etablerad i det medicinska ordförrådet.

Papez arbetade i Cornell Universitys avskilda laboratorium och var praktiskt taget nedsänkt i praktiken att undersöka hjärnans glidbanor under mikroskopet i fantastisk isolering, i linje med sin lugna, icke-störande och pensionerade personlighet, helt utan gimmick, bedrägeri eller fåfänga. Han arbetade med de etablerade fakta om hypotalamus som redan framförts av Walter Canon (1871-1945), Philip Bard och Wilder Penfield (1891-1976), CJ Herrick och andra framstående neurovetenskapsmän före honom och identifierade kretsen efter att ha injicerat rabiesvirus i hippocampus hos en katt och övervakat sin vistelse genom hjärnan. Papez-kretsen börjar från hippocampusformationen, känd som subiculum, och passerar genom fornix, mammillary bodies, och sedan genom mammillothalamic-kanalen, ofta känd som Vicq d’ Azir-kanalen, synapser i den främre talamkärnan. Därifrån, och den når cingulum, kurser runt entorhinal cortex och återgår till hippocampalformationen och är cirka 350 millimeter lång. Han publicerade sina observationer 1937 i ett landmärkepapper med titeln ”a proposed mechanism of emotion” i tidskriften Archives of Neurology and Psychiatry. Han skrev,

• ”den centrala känslomässiga processen av kortikalt ursprung kan uppfattas som uppbyggd i hippocampalformationen och som överförd till mammillkroppen och sedan till kanalen av Vicq d’ Azir (mammillothalamic tract) och därifrån genom de främre talamkärnorna till cortex av gyrus cinguli… strålning av den känslomässiga processen från gyrus cinguli till andra regioner i hjärnbarken skulle lägga känslomässig färgning till psykiska processer som förekommer någon annanstans… Det är uppenbart att den föreslagna mekanismen för känslor måste stå testet av experiment och klinisk erfarenhet om det ska vara användbart i vetenskapen… hypotalamus, den främre talamkärnan, den cingulära gyrusen, hippocampus och deras sammankopplingar, utgör en harmonisk mekanism som kan utarbeta funktionerna i centrala känslor samt delta i det emotionella uttrycket.”

det bör noteras att begreppet anatomiskt substrat för känslor inte började med James Papez verk. År 1907 hänvisade den bayerska neuropatologen Christfried Jakob (1866-1956) till den viscerala hjärnan och uppfattade närvaron av en inre hjärna som subserves inälvor-emotiva mekanismer, och han baserade sin hypotes på experimenten på den degenererande hjärnan hos apor och hundar, liksom obducerade material från den mänskliga hjärnan.

den inferomediala aspekten av hjärnan när den dissekeras ser ut som en limbus och det är därför Paul D. MacLean (1913-2007), den inflytelserika amerikanska fysiologen och psykiateren, föredrog att kalla kretsen det limbiska systemet efter några modifieringar och vissa forskare kallade det Papez-MacLean-kretsen. Det är viktigt att McLean föreslog modellen för Triune Brain i utvecklingen av ryggradsdjur och beteende. Den består av reptilkomplexet eller R-komplexet, paleomammalian-komplexet eller det limbiska systemet och neomammalian-komplexet eller neocortex. Reptilkomplexet består av basala ganglier och handlar om instinktiva beteendemönster som aggression, dominans, territoriell kontroll och ritualistiska mönster. Paleomammalian-komplexet består av septum, amygdala, hypotalamus, hippocampal-komplexet och cingulate cortex och 1952 introducerade MacLean termen limbic system för att hänvisa till denna del av hjärnan. Detta var ett begrepp om betydelsefull import och det limbiska systemet tros utvecklas tidigt under utvecklingen av däggdjurshjärnan. Detta tros vara ansvarigt för motivation eller konation och känslor relaterade till sexualitet och reproduktivt beteende, utfodring och föräldrapraxis. Den ultimata komponenten i däggdjurshjärnan, neocortex, fungerar inom språk, abstraktion, planering och uppfattning. Men på senare tid har Macleans uppfattning om den treeniga hjärnan mött allvarlig kritik och många samtida jämförande neuroanatomister ifrågasätter förenklingen i den fylogenetiska utvecklingen av beteendemönstren, vouchsafed i en så komplicerad struktur som den mänskliga hjärnan.för att bevisa att Macleans uppfattning om den treeniga hjärnan är ogiltig hänvisar fysiologer till Paul Brocas verk (1824-1880), från Frankrike, som beskrev den mediala aspekten av hjärnan för mer än hundra år sedan, som le grand lobe limbique eller den limbiska loben 1878, vilket betyder limbus eller en krökt kant. 1948 föreslog Paul Ivan Yakovlev (1894-1983), en rysk neurovetenskapsman som migrerade till Amerikas förenta stater, en krets för känslor som skilde sig från den som beskrivs av Papez och MacLean, och det involverade orbitofrontala, insulära och främre temporala lobkortices, amygdala och dorsomedial kärna av thalamus. Men 1952 träffade McLean Papez vid Cornell University, diskuterade grundligt känslans anatomi med honom och inkluderade framhjärnan, hypotalamus, amygdale och septum inom ramen för det limbiska systemet och med tiden har begreppet emotionellt uttryck utvidgats till att även inkludera prefrontal cortex. Heimer och Nauta (1916-1994), som arbetade i USA och senare, utvidgade Heimer och Van Hoesen horisonten för det limbiska systemets funktionella anatomi, som vi förstår idag. Nya verk tyder på att cerebellum också är verksamt vid uttryck av känslor och eventuellt startar kretsen, inte med hippocampus utan med de många anslutande cerebellära fibrerna. Detta bevisas av det faktum att cerebellära lesioner verkar ha en hämmande effekt på kretsen och elektrisk stimulering av den främre cerebellum orsakar upphetsning, aggression och positiva utfodringssvar.

figur av Papez-kretsen. Källa: www.quora.com

James Papez. Källa: www.pintrest.com

baserat på experimenten från Papez trodde man ursprungligen att kretsen han beskrev 1937 var inblandad i känslor. Persistensen av trevliga eller torterade känslomässiga känslor, långt efter att en händelse har passerat, har tolkats i termer av fysiologin för hippocampal efter urladdning och den därmed pågående hippocampala elektriska aktiviteten. Kretsen förbinder hypotalamus och cortex och fungerar som hjärnans emotionella system. Han skrev, ” cingulate cortex projekt till hippocampus, och hippocampus projekt till hypotalamus genom bunten av axoner kallas fornix. Hypotalamiska effekter når cortex via ett relä i de främre talamkärnorna.”Hans åsikter accepterades inte lätt och en gång beklagade han en vän 1942 att ingen tycktes ha tagit hans åsikt på allvar eftersom väldigt få bad om omtryck. Men 1939 tändes intresset för kretsen av arbetet av Heinrich kl. A. R. (1897-1979) och Paul Bucy (1904-1992), av Amerikas förenta stater, en psykiater respektive en neurokirurg, som rapporterade före American Neurological Association att bilateral förstörelse av det mesta av hippocampus och temporala lober i rhesusaporna ledde till en slags psykisk blindhet, manifesterad av visuell agnosia, oral utforskning av föremål, hypermetamorfos eller överdriven visuell uppmärksamhet, lugn och ro och förlust av naturlig rädsla eller raseri, i den utsträckning att de inte var rädda i förekomst av ormar. Andra anmärkningsvärda funktioner inkluderade hypersexualitet och förändring av ätbeteende och därmed var utsikten över Papez till stor del rättfärdigad. Den första fallrapporten om humant kl-syndrom av Cl-Bucy kom från Terzian och Dalle-Ore 1955, som beskrev en vuxen man med bilateral temporal lobektomi som utvecklade nästan alla syndromets egenskaper. Marlowe et al. beskrev det första fullständiga fallet 1975 i ett 20-årigt manligt ämne med herpes simplex encefalit.

bortsett från Papez-kretsens roll inom känsloområdet har vissa arbetare funnit bevis för att minnet också har sina rötter där. Det finns några experimentella bevis för att det finns en stark synkronisering av theta-vågor i hippocampus och den främre ventrala thalamus. Eftersom Theta-vågorna handlar om problem som minne och lärande har ett antal arbetare föreslagit att Papez-kretsen kan vara involverad i mnemoniska funktioner och vissa forskare har minskat det till och med till sfären av rumsligt och episodiskt minne. Mammillära kroppar projicerar massivt till den främre thalamus genom Vicq d ’ Azir och skador på denna kanal, ventral främre kärna och ventral lateral kärna kan resultera i minne och språkstörning och amnesi är den resulterande komplikationen. Fornix, ett bunt av nervfibrer, är lika centralt för kognitiva funktioner och skador på detta område kan leda till amnesi, slutligen har förändringar i Papezkretsens struktur dokumenterats under tillstånd som Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom, semantisk demens, Korsakoffs syndrom och övergående global amnesi, där amnesi är en erkänd egenskap.trots uppenbara brister i James Papez verk på en hittills okänd krets för kontroll av känslor, som framgår av senare forskare, fortsätter hans tankar att förtjäna allvarlig studie. Kommentera hans verk, Mark Bear, Barry Connors och Michael kommenterade i boken ”Neuroscience: Exploring the Brain” som publicerades 2007,

• ”reflekterande på det tidigare arbetet av Cannon, Bard och andra, föreslog den amerikanska neurologen James Papez att det finns ett ”emotionssystem” som ligger på hjärnans mediala vägg som länkar cortexen med hypotalamus… Papez trodde att upplevelsen av känslor bestämdes av aktivitet i hjärnan cingulate cortex och, mindre direkt, andra kortikala områden. Emotionellt uttryck ansågs styras av hypotalamus. Cingulate cortex projekt till hippocampus och hippocampus projekt till hypotalamus genom bunten av axoner kallas fornix. Hypotalamiska effekter når cortex via ett relä i de främre talamkärnorna.”