Welke factoren beïnvloeden de ontwikkeling van het zenuwstelsel?
De ontwikkeling van het zenuwstelsel wordt gestuurd door genetische informatie, voeding en cellulaire en moleculaire signalen in het embryo. De hersenen en het ruggenmerg beginnen vroeg in de zwangerschap met vormen, hoewel het jaren duurt om te rijpen. Bij mensen zijn de factoren die de neurale ontwikkeling van kinderen na de geboorte beïnvloeden, zintuigen, omgeving en de mate waarin de hersenen en het zenuwstelsel worden uitgedaagd om te groeien. De ontwikkeling van het zenuwstelsel bij volwassenen hangt af van plasticiteit, het vermogen van de hersenen om zich aan te passen, nieuwe dingen te leren en nieuwe taken uit te voeren.
In embryo's wordt de ontwikkeling gestuurd door genen die groeifactoren worden genoemd, die de cellen vertellen wanneer en waar ze moeten groeien. Een laag cellen gescheiden van het proto-weefsel genaamd het ectoderm. Dit worden neurale crestcellen die differentiëren in het ruggenmerg en de perifere zenuwen en de neurale buis waaruit de hersenen worden gevormd. Neurale migratie volgt als neuronen zich rangschikken volgens chemische signalen op de locaties die ze permanent zullen bezetten. Groeiende axonen, de projecties van zenuwcellichamen, hebben een speciale tip die de groeikegel wordt genoemd die naar deze chemische signalen zoekt.
Tijdens deze vroege periode zijn factoren die de ontwikkeling beïnvloeden de genetische "schakelaars" die de weefselgroei in het embryo aansturen en, bij zoogdieren, inclusief mensen, het dieet van de moeder. Veel chemicaliën, teratagenen genoemd, kunnen de vorming van het zenuwstelsel aantasten. Alcohol, tabak, sommige pesticiden, virussen en zelfs overdoses van in vet oplosbare vitamines kunnen geboorteafwijkingen of embryonale of foetale sterfte veroorzaken. De ontwikkeling van het zenuwstelsel is het meest kwetsbaar voor deze stoffen tijdens de eerste weken van de zwangerschap.
Na de geboorte versnelt een belangrijk proces, myelinatie, enkele jaren voordat het in de adolescentie wordt voltooid. Myeline is een beschermende omhulling rond zenuwen die helpt bij de elektrische communicatie. Cognitieve en sensorimotorische functie zijn afhankelijk van specifieke paden geïsoleerd door myeline. Aangezien elektrische signalen langzaam en onvolledig reizen in onbedekte zenuwen, is myelinisatie een cruciale factor in de ontwikkeling van het zenuwstelsel.
Een belangrijke factor bij neurale ontwikkeling is de vorming van neurale netwerken die miljoenen cellen in de hersenen verbinden. Neuronen functioneren door feedbacklussen die zijn aangepast door ervaring. Veel regio's van de hersenschors zijn onvolledig "bedraad" of genetwerkt bij de geboorte en ontwikkelen zich later. Een klassiek voorbeeld hiervan komt voor in de visuele cortex, die wordt geactiveerd door licht en zich alleen kan ontwikkelen als een jong kind functionele ogen heeft. Als het gezichtsvermogen tijdens dit kritieke stadium wordt aangetast, kunnen de hersenen op latere leeftijd mogelijk het gezichtsvermogen niet meer verwerken.
Ontwikkeling van het zenuwstelsel bij de mens is sterk verbonden met activiteit na de geboorte. Sommige hersengebieden die tijdens de zwangerschap zijn verbonden, kunnen tijdens de kindertijd worden teruggesnoeid en nieuwe kunnen worden geassocieerd door ervaringen zoals leren praten, lopen of schrijven. In geval van hersenletsel kan actieve fysieke en cognitieve therapie ook gedeeltelijk verloren functies van het centrale zenuwstelsel herstellen. Vanwege neuroplasticiteit kan een deel van de hersenen de functie van een ander beschadigd deel overnemen.