Jakie czynniki wpływają na rozwój układu nerwowego?
Rozwój układu nerwowego jest kierowany przez informację genetyczną, odżywianie oraz sygnały komórkowe i molekularne w zarodku. Mózg i rdzeń kręgowy zaczynają się formować we wczesnym okresie ciąży, choć dojrzewają lata. U ludzi czynniki wpływające na rozwój nerwowy u dzieci po urodzeniu obejmują narządy zmysłów, środowisko oraz stopień, w jakim mózg i układ nerwowy są narażone na wzrost. Rozwój układu nerwowego u dorosłych zależy od plastyczności, zdolności mózgu do adaptacji, uczenia się nowych rzeczy i wykonywania nowych zadań.
W zarodkach rozwój jest kierowany przez geny zwane czynnikami wzrostu, które mówią komórkom, kiedy i gdzie mają rosnąć. Warstwa komórek oddzielona od tkanki pierwotnej zwana ektodermą. Stają się one komórkami nerwowymi grzebienia, które różnicują się w rdzeń kręgowy i nerwy obwodowe oraz rurkę nerwową, z której powstaje mózg. Migracja neuronów następuje, gdy neurony układają się zgodnie z sygnałami chemicznymi w miejscach, które zajmą na stałe. Rosnące aksony, rzuty ciał komórek nerwowych, mają specjalną końcówkę zwaną stożkiem wzrostu, który szuka tych wskazówek chemicznych.
W tym wczesnym okresie czynniki wpływające na rozwój obejmują genetyczne „przełączniki”, które kierują wzrostem tkanki w zarodku, au ssaków, w tym ludzi, dietą matki. Wiele substancji chemicznych, zwanych teratagenami, może zaburzać tworzenie się układu nerwowego. Alkohol, tytoń, niektóre pestycydy, wirusy, a nawet przedawkowanie witamin rozpuszczalnych w lipidach mogą powodować wady wrodzone lub śmierć zarodka lub płodu. Rozwój układu nerwowego jest najbardziej wrażliwy na te substancje we wczesnych tygodniach ciąży.
Po urodzeniu ważny proces zwany mielinizacją przyspiesza przez kilka lat, zanim zakończy się w wieku dojrzewania. Mielina to ochronna osłona nerwów, która pomaga w komunikacji elektrycznej. Funkcje poznawcze i sensomotoryczne zależą od określonych ścieżek izolowanych przez mielinę. Ponieważ sygnały elektryczne przemieszczają się powoli i niezupełnie w niepokrytych nerwach, mielinizacja jest kluczowym czynnikiem w rozwoju układu nerwowego.
Ważnym czynnikiem w rozwoju neuronów jest tworzenie sieci neuronowych łączących miliony komórek w mózgu. Neurony działają poprzez pętle sprzężenia zwrotnego zmodyfikowane doświadczeniem. Wiele regionów kory mózgowej nie jest w pełni „okablowanych” lub połączonych w sieć przy urodzeniu i rozwija się później. Klasyczny przykład tego występuje w korze wzrokowej, która jest aktywowana przez światło i może rozwinąć się tylko wtedy, gdy małe dziecko ma funkcjonalne oczy. Jeśli wzrok jest osłabiony podczas tego krytycznego etapu, mózg może nadal nie być w stanie przetworzyć wzroku w późniejszym życiu.
Rozwój układu nerwowego u ludzi jest silnie powiązany z aktywnością po urodzeniu. Niektóre obszary mózgu połączone podczas ciąży mogą zostać przycięte z powrotem w dzieciństwie, a nowe mogą zostać powiązane z powodu doświadczeń takich jak nauka mówienia, chodzenia lub pisania. W przypadku uszkodzenia mózgu aktywna terapia fizyczna i poznawcza może również częściowo przywrócić utracone funkcje ośrodkowego układu nerwowego. Z powodu neuroplastyczności jedna część mózgu może przejąć funkcję innej uszkodzonej części.