Hva er involvert i utvikling av sentralnervesystemet?

Hjernen og ryggmargen utgjør det sentrale nervesystemet (CNS) og er vanligvis blant de første kroppsdelene som utvikler seg i et embryo. I et betydelig stadium av menneskelig utvikling foldes overflaten til et embryo vanligvis og lukkes for å danne et rør, som markerer begynnelsen på utvikling av sentralnervesystemet. Det er en struktur som kalles en nevropore som dannes som et resultat, og som vanligvis stenger av etter fire ukers graviditet. Flere hovedvesikler i hjernen kan da utvikle seg. CNS fortsetter å bli modifisert gjennom livet, ettersom nerveceller kalt nevroner vokser aksoner, synapser og vekstkjegler når de stimuleres.

Utvikling av sentralnervesystemet begynner når embryonalt vev over en struktur som kalles notokorden blir differensiert som nevrologisk. Et spor dannes vanligvis og det utvikler seg deretter folder på hver side. Disse stenger normalt i midten og deretter sekvensielt på hver side for å danne et nevralt rør. Neuralkanalen fortsetter å utvikle seg, og den øverste, eller rostrale delen, blir deler av hjernen, mens resten av kanalen vanligvis blir til ryggmargen.

I neural crest folds blir mange celler nervestrukturer som kalles ganglia, samt beskyttende vev som omgir hjernen og ryggmargen. Vesiklene som danner den generelle rammen for spesifikke deler av hjernen, dannes vanligvis etterpå. Disse inkluderer blærehjernen, mellomhinnen og bakhjernen. De tre lagene med celler i det nevrale røret utvikler seg også til å danne ryggmargen; forskjellige celler og forskjellige strukturer i ledningen dannes ut av denne prosessen. Etter åtte ukers graviditet og utvikling av sentralnervesystemet dannes vanligvis ledningen sammen med hele ryggvirvelkanalen.

Nerveceller lever vanligvis for en persons levetid. De kan dø av, men i stedet for å bli erstattet av andre celler, kan forbindelsene mellom nevroner endre seg. Utvikling av sentralnervesystemet er ofte avhengig av veksten av aksoner, som strekker seg fra cellene. Prosessen påvirkes av den passende mengden kalsium i hver celle, mens synapser i endene av modne aksoner vanligvis dannes når neurotropinproteiner utløses.

Axoner vokser og kobles til forskjellige områder av hjernen. Noen celler kan fungere som guider langs en bestemt bane, mens molekyler på noen celleoverflater kan avvise vekstkjeglene til aksonstrukturer. Den kjemiske sammensetningen av bestemte områder kan føre til at aksoner og nerver sikres der. Riktig utvikling av sentralnervesystemet er vanligvis mest avgjørende i embryonfasen, fordi det kan påvirke noens velvære hele livet. CNS påvirkes også av cellulære prosesser som oppstår i voksen alder, som ofte gjør det mulig for hjernen å tilpasse seg omgivelsene.