Hvilke faktorer påvirker utviklingen av nervesystemet?

Utviklingen av nervesystemet er styrt av genetisk informasjon, ernæring og cellulære og molekylære signaler i embryoet. Hjernen og ryggmargen begynner dannelse tidlig i svangerskapet, selv om det tar flere år å modnes. Hos mennesker inkluderer faktorene som påvirker barns nevrale utvikling etter fødselen sanseorganer, miljø og i hvilken grad hjernen og nervesystemet blir utfordret til å vokse. Utviklingen av nervesystemet hos voksne avhenger av plastisitet, hjernens evne til å tilpasse seg, lære nye ting og utføre nye oppgaver.

I embryoer er utviklingen styrt av gener som kalles vekstfaktorer, som forteller cellene når og hvor de skal vokse. Et lag celler skiller seg fra protovevet kalt ektoderm. Disse blir nevrale celleceller som skiller seg ut i ryggmargen og perifere nerver, og det nevrale røret, som hjernen dannes fra. Nevrell migrasjon følger etter som nevroner ordner seg i henhold til kjemiske signaler på stedene de vil okkupere permanent. Voksende aksoner, projeksjonene av nervecelllegemer, har et spesielt tips kalt vekstkjeglen som søker etter disse kjemiske ledetrådene.

I løpet av denne tidlige perioden inkluderer faktorer som påvirker utviklingen de genetiske "bryterne" som styrer vevsvekst i embryoet, og hos pattedyr inkludert mennesker, mors kosthold. Mange kjemikalier, kalt teratagener, kan svekke nervesystemets dannelse. Alkohol, tobakk, noen plantevernmidler, virus, og til og med overdoser av lipidoppløselige vitaminer kan forårsake fødselsdefekter eller embryonal eller dødelig død. Utviklingen av nervesystemet er mest sårbar for disse stoffene i løpet av de første ukene av svangerskapet.

Etter fødsel akselererer en viktig prosess som kalles myelinisering i flere år før den ble fullført i ungdomstiden. Myelin er et beskyttende skjede rundt nerver som hjelper elektrisk kommunikasjon. Kognitiv og sensorimotorisk funksjon avhenger av spesifikke veier isolert av myelin. Siden elektriske signaler beveger seg sakte og ufullstendig i avdekkede nerver, er myelinisering en avgjørende faktor i utviklingen av nervesystemet.

En viktig faktor i nevral utvikling er dannelsen av nevrale nettverk som knytter millioner av celler over hjernen. Nevroner fungerer gjennom tilbakemeldingssløyfer endret av erfaring. Mange regioner i hjernebarken er ufullstendig "kablet" eller koblet nettverk ved fødselen og utvikler seg senere. Et klassisk eksempel på dette forekommer i den visuelle cortex, som aktiveres av lys og bare kan utvikle seg hvis et lite barn har funksjonelle øyne. Hvis synet er nedsatt i dette kritiske stadiet, kan hjernen fortsatt ikke være i stand til å behandle synet senere i livet.

Utvikling av nervesystemet hos mennesker er sterkt knyttet til aktivitet etter fødselen. Noen regioner i hjernen som er koblet under svangerskapet kan beskjæres tilbake i løpet av barndommen, og nye kan bli assosiert på grunn av opplevelser som å lære å snakke, gå eller skrive. I tilfeller av hjerneskade kan aktiv fysisk og kognitiv terapi også delvis gjenopprette tapte funksjoner i sentralnervesystemet. På grunn av nevroplastisitet, kan en del av hjernen overta funksjonen til en annen skadet del.