Vilka faktorer påverkar utvecklingen av nervsystemet?

Utvecklingen av nervsystemet styrs av genetisk information, näring och cellulära och molekylära signaler i embryot. Hjärnan och ryggmärgen börjar bildas tidigt i graviditeten, men det tar flera år att mogna. Hos människor inkluderar faktorer som påverkar barns neurala utveckling efter födseln sinnorgan, miljö och i vilken utsträckning hjärnan och nervsystemet utmanas att växa. Utvecklingen av nervsystemet hos vuxna beror på plasticitet, hjärnans förmåga att anpassa sig, lära sig nya saker och utföra nya uppgifter.

I embryon styrs utvecklingen av gener som kallas tillväxtfaktorer, som säger cellerna när och var de ska växa. Ett lager celler separerar från prototyget som kallas ektoderm. Dessa blir nervcancerceller som differentierar sig i ryggmärgen och perifera nerverna och neuralröret, från vilket hjärnan bildas. Neural migration följer när neuroner ordnar sig enligt kemiska signaler på de platser de kommer att uppta permanent. Växande axoner, prognoserna av nervcellkroppar, har ett speciellt tips som kallas tillväxtkon som söker efter dessa kemiska ledtrådar.

Under denna tidiga period inkluderar faktorer som påverkar utvecklingen de genetiska ”switcharna” som styr vävnadstillväxt i embryot och, hos däggdjur inklusive människor, moderns diet. Många kemikalier, kallad teratagener, kan försämra nervsystemets bildning. Alkohol, tobak, vissa bekämpningsmedel, virus och till och med överdoser av lipidlösliga vitaminer kan orsaka födelsedefekter eller embryonal eller fosterdöd. Utvecklingen av nervsystemet är mest sårbar för dessa ämnen under de första veckorna av graviditeten.

Efter födseln påskyndas en viktig process som kallas myelinering i flera år innan den avslutades i tonåren. Myelin är en skyddande mantel runt nerver som hjälper till elektrisk kommunikation. Kognitiv och sensorimotorisk funktion beror på specifika vägar som är isolerade av myelin. Eftersom elektriska signaler rör sig långsamt och ofullständigt i upptäckta nerver är myelinisering en avgörande faktor i nervsystemets utveckling.

En viktig faktor i nervutvecklingen är bildandet av nervnätverk som länkar miljontals celler över hjärnan. Neuroner fungerar genom återkopplingsslingor ändrade av erfarenhet. Många regioner i hjärnbarken är ofullständigt "kabelbundna" eller nätverkade vid födseln och utvecklas senare. Ett klassiskt exempel på detta förekommer i den visuella cortex, som aktiveras av ljus och kan utvecklas endast om ett litet barn har funktionella ögon. Om synen försämras under detta kritiska skede kan hjärnan förbli oförmögen att behandla syn senare i livet.

Utveckling av nervsystemet hos människor är starkt kopplat till aktivitet efter födseln. Vissa regioner i hjärnan som är anslutna under graviditeten kan beskäras tillbaka under barndomen, och nya kan bli associerade på grund av erfarenheter som att lära sig att prata, gå eller skriva. I fall av hjärnskada kan aktiv fysisk och kognitiv terapi också delvis återställa förlorade funktioner i centrala nervsystemet. På grund av neuroplasticitet kan en del av hjärnan ta över funktionen för en annan skadad del.