Анатомия: Эмбриогенез нервной системы

Обновлено: 18.05.2024

Нервная система развивается из эктодермы. Уже на стадии гаструлы по средней линии тела на дорсальной стороне зародышевого щитка спереди от первичной полоски и первичного бугорка Гензена из клеток эктодермы выделяется нервная пластинка.

По сравнению с окружающим эктодермальным эпителием мозговая полоска растет более активно, в результате чего изгибается в поперечном направлении и перемещается в глубину зародышевого щитка, превращаясь в нервную, или мозговую, борозду. Края этой борозды, или медуллярные валики, растут особенно активно, приподнимаются, сближаются друг с другом, смыкаются и срастаются, и медуллярная борозда превращается в медуллярную, или нервную, трубку. Замыкание нервной трубки происходит на 4-й неделе развития.

Нервная борозда начинает замыкаться в нервную трубку не посередине, а в области головного конца тела, где позднее возникает средний мозг. Отсюда свертывание нервной борозды в трубку распространяется кпереди и кзади. Нервная трубка содержит внутри нервный канал, сначала имеющий переднее и заднее отверстия, позднее они закрываются.

Из туловищного отдела нервной трубки развивается спинной мозг. Клетки, расположенные вокруг нервного канала, составляют эпендимный слой и образуют выстилку центрального канала спинного мозга. Кнаружи от эпендимного слоя находится плащевой слой, который дает начало серому веществу спинного мозга. В нем образуются задние, передние и боковые столбы. Из клеток плащевого слоя формируются нейроны спинного мозга. По периферии нервной трубки находится краевой слой, в котором происходит образование нервных путей, составляющих белое вещество спинного мозга.

По сторонам нервной трубки эктодерма образует нервные гребни. Их клетки группируются в сегментарно расположенные спинномозговые ганглии. Отростки нейронов, заложенных в ганглиях, растут к периферии, а центральные ветви врастают в спинной мозг, образуя задние корешки. Передние корешки образуются за счет отростков нервных клеток, заложенных в сером веществе спинного мозга. В области головы нервные гребни подразделяются на закладки узлов черепных нервов. Самым крупным из них является чувствительный узел тройничного нерва - полулунный узел.

Иллюстрации

Передняя, расширенная часть нервной трубки является зачатком головного мозга. Граница между закладками головного и спинного мозга находится на уровне между IV и V сомитами. У 4-недельного эмбриона здесь различимы первичные мозговые пузырьки, из которых образуются 3 главных отдела головного мозга: передний, средний и задний. Передний мозг, prosencephalon, наиболее расширен в связи с наличием на его латеральных стенках зрительных пузырьков, представляющих собой зачатки органа зрения. Средний мозг, mesencephalon, нечетко отграничен от заднего, или ромбовидного, мозга, rhombencephalon. Последний постепенно переходит в спинной мозг. Ромбовидный мозг на ранней стадии имеет расширения, ромбомеры, указывающие на его метамерное строение.

На 5-й неделе происходит разделение переднего и ромбовидного мозга, в результате чего образуются 5 окончательных отделов головного мозга. Передний мозг делится на конечный мозг, telencephalon, и промежуточный мозг, dieencephalon. Средний мозг не разделяется. Ромбовидный мозг делится на задний мозг, metencephalon, и продолговатый мозг myelencephalon. Участок между ромбовидным и средним мозгом выделяется как перешеек ромбовидного мозга.

Вследствие неравномерного роста частей мозга образуется 3 изгиба. Первый изгиб - головной, или теменной - выпуклостью направлен вверх (дорсально), он соответствует среднему мозгу. Второй изгиб выпуклостью обращен вниз (вентрально) и находится посредине ромбовидного мозга. Он получил название мостового изгиба. Третий изгиб - затылочный - расположен примерно на границе головного и спинного мозга. Он связан с развитием головного конца тела в тот период, когда еще не произошло или, лучше сказать, не закончилось формирование шейной части туловища.

В наибольшей степени растет в дальнейшем конечный мозг, в котором формируются 2 полушария. На 3-м месяце развития на поверхности каждого полушария образуется боковая ямка, а с 5-го месяца происходит образование борозд. В промежуточном мозге закладываются таламусы, и появляются выпячивания, которые дают начало эпи- и гипоталамусу. В переднем мозге формируются спайки, соединяющие его правую и левую половины.

В нижележащих отделах головного мозга выделяются задние (дорсальные) и передние (вентральные) части. Задняя часть среднего мозга образует крышу, а в передней его части образуются ножки мозга. В дорсальной части заднего мозга развивается мозжечок, а в его передней части формируется мост.

В 1-й половине внутриутробного периода головной мозг имеет тонкие стенки и обширные полости, которые называются желудочками. В полушариях большого мозга находятся парные боковые желудочки. Они соединяются посредством межжелудочковых отверстий с полостью промежуточного мозга, составляющей III желудочек. Полость среднего мозга остается узкой, из нее образуется водопровод мозга, который связывает III желудочек с IV желудочком, расположенным в ромбовидном мозге. В IV желудочек открывается также центральный канал спинного мозга.

Крыша мозговых желудочков не содержит клеточных масс, и в ней остаются тонкие участки, образованные лишь одним слоем эпендимных клеток. В этих участках на 7-й неделе развиваются сосудистые сплетения, выделяющие в полость желудочков спинномозговую жидкость. Вначале система мозговых желудочков является замкнутой, а затем у плода в крыше IV желудочка образуются отверстия, через которые жидкость выходит на поверхность мозга, раздвигает его оболочки и окружает мозг со всех сторон.

Во внутриутробном периоде наряду с формированием частей мозга происходит дифференцировка его внутреннего строения. Образуется серое и белое мозговое вещество. Серое вещество содержит скопления нейроцитов, образующие нервные ядра. В спинном мозге из него построены серые столбы. В полушариях большого мозга и мозжечке серое вещество располагается на поверхности, образуя кору. В функциональном отношении нервные ядра и кора представляют нервные центры, в которых происходит переработка информации, переключение импульсов с одних нейронов на другие. Белое вещество состоит из нервных волокон, которые образуют проводящие нервные пути.

Признаком созревания нервных путей является образование у нервных волокон миелиновой оболочки. Миелинизация волокон в ЦНС начинается на 4-м месяце развития и происходит в определенной последовательности. Общей закономерностью является более ранняя миелинизация филогенетически древних образований и более позднее созревание филогенетически новых структур. Согласно теории системогенеза П.К.Анохина, в эмбриональном периоде выделяются ускоренным ростом и дифференциацией те нервные структуры, которые относятся к функциональным системам, обеспечивающим жизненно важные функции и приспособительные реакции новорожденного (кровообращение, дыхание).

Дифференцировка и созревание нервных ядер и путей происходит в спинном мозге в направлении от верхних сегментов к нижним, а в головном мозге - от его заднего отдела к переднему. В спинном мозге и стволе головного мозга раньше миелинизируются двигательные пути и позже чувствительные. Исключение составляет преддверная часть VIII нерва, проводящая раздражение от рецепторов гравитации; ее миелинизация начинается на 4-м месяце. К моменту рождения процесс миелинизации в ЦНС в основном заканчивается. В полушариях большого мозга вначале миелинизируются афферентные системы, а затем уже эфферентные. Этот процесс начинается на последних месяцах внутриутробного развития и продолжается после рождения.

Развитие нервной системы

Уже не первый день голубым пламенем горит дискуссия о том, “происходит ли в мозге взрослого порядочного человека нейрогенез?”. Так, в исследовании, опубликованном в Nature, заявляется, что, вопреки данным множества научных открытий последних 20 лет, в мозге взрослого человека не образуются новые нейроны (об этом подробно уже написал Медач). Если это действительно так, то мечты о том, что нейрогенез поможет в лечении заболеваний мозга, останутся несбыточными. Однако если с нейрогенезом всё пока неоднозначно, то с развитием нервной системы всё более-менее понятно, к тому же имеет важное клиничсекое значение, в т.ч. для психиатрии. По этому поводу у нас есть хороший материал на данную тему.

Онтогенез делится на пренатальный и постнатальный периоды. Нервная система начинает закладываться уже со второй недели пренатального периода. Из внешнего зародышевого листка - эктодермы - формируется утолщение - первичная полоска. Под ней, между эктодермой и энтодермой мигрирует тяж клеток и образует нотохорд, который служит временным скелетом для зародыша. Эктодерма, окружающая нотохорд, утолщается и формирует нервную пластинку. Далее, клетки нервной пластинки делятся, образуя нервную бороздку и нервные валики. Со временем валики смыкаются над бороздкой, образуя нервную трубку - это процесс нейруляции.

Одновременно происходит погружение нервной трубки вовнутрь зародыша и формирование и нервных гребней по бокам вдоль нее. На головном конце нервной трубки образуются три первичных мозговых пузыря, из которых впоследствии формируется головной мозг, на каудальном же конце нервная трубка соединяется со спинным мозгом. Нервный гребень в последствии дает начало образованию периферической нервной системе. Ткани, образующие нервную бороздку, и, в последствии, нервную трубку, состоят из нейробластов и спонгиобластов, из первых образуются нейроны, из вторых — клетки глии.

На четвертой неделе беременности передний и задний первичные пузыри перешнуровываются, образуя в целом уже пять пузырей. Из заднего образуется продолговатый мозг, из четвертого — варолиев мост и мозжечок, из третьего - средний мозг, из второго — зрительные бугры, гипоталамическая область, паллидум (бледный шар), из переднего - полушария головного мозга и неостриатум (полосатое тело).

По завершении нейруляции часть клеток нервного гребня мигрируют в брюшную полость, формируя вегетативные узлы и мозговое вещество надпочечников. Другие клетки образуют ганглиозную пластинку, делящуюся на ганглиозные валики. Они дают начало спинальным ганглиям, периферическим ганглионарным нейронам симпатической нервной системы, шванновским клеткам, а также клеткам, образующим внутренние листки оболочек мозга. Клетки ганглиозных валиков дифференцируются сначала в биполярные, а затем в псевдоуниполярные чувствительные нервные клетки, центральный отросток которых уходит в ЦНС, а периферический — к рецепторам других тканей и органов, образуя афферентную часть периферической соматической нервной системы.

С пятого месяца пренатального развития начинается миелинизация нейронов, которая завершается в 5-7 лет.

Эмбриогенез головного мозга

Вскоре после формирования трех первичных пузырей начинают развиваться глаза.

В передней (ростральной) части мозговой трубки образуются два первичных мозговых пузыря - архэнцефалон и дейтерэнцефалон. В начале четвертой недели у зародыша дейтерэнцефалон делится на средний (mesencephalon) и ромбовидный (rhombencephalon) пузыри, а архэнцефалон превращается на этой (трехпузырной) стадии в передний мозговой пузырь (prosencephalon). В нижней части переднего мозга отрастают обонятельные лопасти, дающие начало обонятельному эпителию, луковицам и трактам. Из дорзолатеральных стенок образуется сетчатка, зрительные нервы и тракты.

На шестой неделе эмбрионального развития передний и ромбовидный пузыри делятся каждый на два.

Передний пузырь — конечный мозг — разделяется продольной щелью на два полушария, так же разделяется и полость, образуя желудочки. Из-за неравномерного разрастания мозгового вещества образуются извилины. Каждое полушарие делится на четыре доли, желудочки делятся также на 4 части: центральный отдел и три рога желудочка. Серое вещество, распложенное на периферии, образует кору полушарий, а в основании полушарий - подкорковые ядра.

1. olfactory 2. optic 3. oculomotor 4. trochlear 5. trigeminal sensory 6. trigeminal motor 7. abducens 8. facial 9. vestibulocochlear 10. glossopharyngeal 11. vagus 12. cranial accessory 13. spinal accessory 14. hypoglossal 15. cervical I, II, III and IV

Задняя часть переднего пузыря является теперь промежуточным мозгом. Боковые стенки его преобразуются в зоительные бугры - таламус. В вентральной бласти (гипоталамус) образуется выпячивание - воронка, из ее нижнего конца происходит нейрогипофиз.

Третий мозговой пузырь превращается в средний мозг. Его полость превращается в Сильвиев водопровод, который соединяет III и IV желудочки. Из дорзальной стенки развивается четверохолмие, из вентральной — ножки среднего мозга.

Ромбовидный мозг делится на задний и добавочный. Из заднего формируется мозжечок, а из добавочного - продолговатый мозг. Полость превращается в IV желудочек, который сообщается с Сильвиевым водопроводом и с центральным каналом спинного мозга.

Из клеток, расположенных в боковых частях мозговой трубки, образуется спинной мозг. Развивается он быстро и у трехмесячного зародыша почти сформирован. Полость мозговой трубки превращается в канал спинного мозга. Проходящая по боковым стенкам спинного мозга и стволового отдела головного мозга парная пограничная борозда (sulcus limitons) делит мозговую трубку на основную (вентральную) и крыловидную (дорзальную) пластинки. Из основной пластинки формируются моторные структуры (передние рога спинного мозга, двигательные ядра черепно-мозговых нервов). Над пограничной бороздой из крыловидной пластинки развиваются сенсорные структуры (задние рога спинного мозга, сенсорные ядра ствола мозга), в пределах самой пограничной борозды — центры вегетативной нервной системы.

Весь передний мозг развивается из крыловидной пластинки, поэтому в нем есть только сенсорные структуры.

После рождения ребенка начинается постнатальный онтогенез нервной системы. Головной мозг новорожденного весит 300—400 г. После рождения прекращается образование новых нейронов. К восьмому месяцу после рождения вес мозга удваивается, а к 4—5 годам утраивается. Масса мозга растет в основном за счет увеличения количества отростков и их миелинизации. После 50 лет мозг уплощается, вес его падает и в старости может уменьшиться на 100 г.

Анатомия человека учебное пособие Часть II. Южноукраинский национальный педагогический университет им. К.Д. Ушинского
Воронова Н. В., Климова Н. М., Менджерицкий А. М. = Анатомия центральной нервной системы: Уч. пос. д. вуз. — М.: 2005. — 128 с
Сепп Е.К. История развития нервной системы позвоночных. — М.: Медгиз, 1958.
Кондрашев А.В., О.А. Каплунова. Анатомия нервной системы. М., 2010.
В.В. Жуков, Е.В. Пономарева. Анатомия нервной системы: Учебное пособие / Калинингр. ун-т. - Калининград, 1998. - 68 с.

Дорогой читатель, в благодарность ты можешь материально поддержать наш проект или конкретно автора данной статьи, написав его фамилию в сопроводительном письме денежного перевода. Или можно просто щёлкнуть по рекламе в любом месте сайта 🙂

Такая поддержка являются пока единственным способом развития нашего проекта.

Сбербанк - 5469 5500 1827 1533 ЯндексДеньги - 410011063875586 Сбербанк - 5469 5500 1827 1533 ЯндексДеньги - 410011063875586 Сбербанк - 5469 5500 1827 1533 ЯндексДеньги - 410011063875586

Эмбриогенез нервной системы.

Изложенные закономерности филогенеза обусловливают эмбриогенез нервной системы человека. Нервная система происходит из наружного зародышевого листка, или эктодермы. Эта последняя образует продольное утолщение, называемое медуллярной пластинкой. Медуллярная пластинка скоро углубляется в медуллярную бороздку, края которой (медуллярные валики) постепенно становятся выше и затем срастаются друг с другом, превращая бороздку в трубку (мозговая трубка). Мозговая трубка представляет собой зачаток центральной части нервной системы. Задний конец трубки образует зачаток спинного мозга, передний расширенный конец ее путем перетяжек расчленяется на три первичных мозговых пузыря, из которых происходит головной мозг во всей его сложности.

Нервная пластинка первоначально состоит только из одного слоя эпителиальных клеток. Во время замыкания ее в мозговую трубку количество клеток в стенках последней увеличивается, так что возникает три слоя: внутренний (обращенный в полость трубки), из которого происходит эпителиальная выстилка мозговых полостей (эпендима центрального канала спинного мозга и желудочков головного); средний, из которого развивается серое вещество мозга (зародышевые нервные клетки — нейробласты);

наконец, наружный, почти не содержащий клеточных ядер, развивающийся в белое вещество (отростки нервных клеток — нейриты). Пучки нейритов нейробластов распространяются или в толще мозговой трубки, образуя белое вещество мозга, или же выходят в мезодерму и затем соединяются с молодыми мышечными клетками (миобластами). Таким путем возникают двигательные нервы.

Чувствительные нервы возникают из зачатков спинномозговых узлов, которые заметны уже по краям медуллярной бороздки у места перехода ее в кожную эктодерму. Когда бороздка смыкается в мозговую трубку, зачатки смещаются на ее дорсальную сторону, располагаясь по средней линии. Затем клетки этих зачатков перемещаются вентрально и располагаются вновь по бокам мозговой трубки в виде так называемых нейральных гребней. Оба нейральных гребня перешнуровываются четкообразно по сегментам дорсальной стороны зародыша, вследствие чего получается на каждой стороне ряд спинномозговых узлов, ganglia spinalia. В головной части мозговой трубки они доходят только до области заднего мозгового пузырька, где образуют зачатки узлов чувствительных черепных нервов. В ганглиозных зачатках развиваются нейробласты, принимающие вид биполярных нервных клеток, один из отростков которых врастает в мозговую трубку, другой идет на периферию, образуя чувствительный нерв. Благодаря сращению на некотором протяжении от начала обоих отростков получаются из биполярных так называемые ложные униполярные клетки с одним отростком, делящимся в форме буквы «Т», являющиеся характерными для спинномозговых узлов взрослого. Центральные отростки клеток, проникающие в спинной мозг, составляют задние корешки спинномозговых нервов, а периферические отростки, разрастаясь вентрально, образуют (вместе с вышедшими из спинного мозга эфферентными волокнами, составляющими передний корешок) смешанный спинномозговой нерв. Из нейральных гребней возникают также зачатки вегетативной нервной системы.

Эмбриогенез нервной системы

Процесс формирования нервной трубки и пороки развития

Процесс формирования нервной трубки называется нейруляцией. Нейруляция начинается с появления нервной пластинки, которая инвагинирует внутрь позвоночника, чтобы сформировать нейронную сеть с нервными канавками по обеим сторонам позвоночника. Постепенно, нейронные канавки сближаются друг с другом по средней линии позвоночника и сливаются, таким образом преобразовывая нейронные канавки в нервную трубку.

Формирование нервной трубки начинается в районе будущей шеи на уровне 4-й сомита (4 сегмента шейного отдела позвоночника). Нейруляция начинается через 16 суток после оплодотворения и завершается на 21-22 сутки. Нейруляция у человека происходит в несколько этапов. Сначала смыкается спинной отдел позвоночника, затем смыкание происходит на участке ото лба к теменным буграм, третьим этапом смыкается лицевой отдел черепа, затем - участок от затылочных долей до шейного отдела позвоночника, и последним этапом замыкается крестцовый отдел.

При нарушении нейруляции на этапах смыкания нервной трубки обнаруживаются врожденные пороки развития, такие как:

анэнцефалия (врожденное отсутствие или недоразвитие головного мозга и мозжечка),
расщепление позвоночника - Spina Bifida,
экзэнцефалия (отсутствие костей черепа)

и другие дефекты центральной нервной системы. Дефекты закрытия нервной трубки встречаются довольно редко. При серьёзных дефектах развития невральной трубки, таких как анэнцефалия, расщепление позвоночника плод погибает в утробе матери или рождается нежизнеспособным и погибает в ближайшие дни после рождения. Современное оборудование помогает обнаружить пороки развития нервной трубки на регулярных обследованиях во время беременности. При ранней диагностике пороков развития нервной трубки показано прерывание беременности.

Формирование нервной трубки человека это сложное взаимодействие между генетическими и экологическими факторами. Некоторые гены имеют важное значение для формирования нервной трубки, но пищевые факторы, такие как уровень холестерина и фолиевой кислоты, также важны для правильного формирования нервной трубки. Учеными было подсчитано, что 50% дефектов закрытия нервной трубки у плода, можно предотвратить назначив беременной женщине препараты фолиевой кислоты и витамина B 12.

ВОЗ рекомендует всем женщинам на этапе планирования беременности, а так же беременным, принимать 400 мкг фолиевой кислоты ежедневно, чтобы уменьшить риск пороков развития нервной трубки.

Вся информация носит ознакомительный характер. Если у вас возникли проблемы со здоровьем, то необходима консультация специалиста.

Читайте также: