Развитие нервной системы в онтогенезе

  22.03.2019

Закладка головного и спинного мозга человека представляет собой длительный процесс, поскольку этапы формирования нервной системы  — результат улучшения клеточных структур на фоне приспособления организмов к меняющимся условиям  среды.

Для понимания ступеней закладки ЦНС важно понимать, сколько этапов эволюции нервной системы выделяют.

У одноклеточных организмов вместо нервной регуляции процессов была гуморальная. В результате усовершенствования появляется нервная регуляция.

Она в результате эволюционного развития проходит несколько этапов:

1. Сетчатый тип нервной системы представляет собой совокупность клеток и их отростков, которые обеспечивают восприятие внешних раздражителей. Одними из представителей такого типа нервной системы являются кишечнополостные. При раздражении одной точки ответ происходит во всем организме, и животное (гидра пресноводная) реагирует диффузным ответом в виде движения.
2. В ходе эволюции появляется узловой тип нервной системы. Он характеризуется скоплением клеток в узлы и нервные отростки. Такое строение нервной системы у кольчатых червей. Сегментарное строение тела подразумевает одинаковые отрезки, в которых содержится нервный центр и отходящие от него отростки, по которым идёт волна возбуждения в ответ на внешний раздражитель. Продольные нервные стволы соединяют сегментарное строение в единую систему. В процессе эволюции начинает формироваться головной конец с органами чувств.
3. Третий этап подразумевает формирование нервной трубки, которая присуща всем позвоночным животным и человеку. Вначале эволюционно было заложено активное усовершенствование двигательных регуляторных центров, поскольку движение обеспечивало питание животному. Так появилась скелетная мускулатура и головной мозг, который обеспечивал её движение и координацию.

Закладка нервной системы

Развитие нервной системы происходит с третьей недели беременности и проходит в несколько этапов:

1. Первый заключается в формировании нервной трубки. На этом этапе посредине зародыша, который растет быстрыми темпами, формируется плоская пластина, или эмбриональный диск. Пластинка представляет собой скопление быстро размножающихся клеток путем деления и является одним из трёх зародышевых листков – эктодермой. Именно их эктодермы происходит начальный этап формирования трубки на 19-21 день эмбрионального развития. Эмбриональный диск во время активного роста утолщается ближе к краям и приподнимается. Процесс занимает несколько дней, после чего оба края пластинки приближаются друг к другу и срастаются посредине. Так образуется нервная трубка.  Позже из клеток одноимённых валиков образуется ганглиозная пластинка, которая дает начало для нервных узлов соматического и вегетативного отдела нервной системы. Достигнув 24-го дня эмбриогенеза, трубка замыкается в головной и концевой части, давая начало закладки мозговых пузырей. Этапы развития нервной системы идут по порядку и следуют один за другим.
2. Второй этап подразумевает формирование трёх мозговых пузырей в головном конце нервной трубки. Из них впоследствии развивается передний, средний и задний отделы головного мозга. Однако полости никуда не исчезают и дают начало желудочкам больших полушарий. Оставшиеся части трубки образуют спинной мозг.
3. Третий этап. Из оставшихся клеток трубки образуется нервный гребень, который даёт начало периферической системе, состоящей из волокон и сплетений.

После закладки основных отделов происходит дальнейшая дифференцировка клеток и уже к месяцу эмбрион имеет все отделы нервной системы, включая кору больших полушарий.

Развитие головного мозга

Формирование отделов головного мозга начинается на стадии трёх мозговых пузырей. Позже первый и третий пузырь делятся продольными перетяжками на 2 равные части, образуя суммарно 5 мозговых пузырей. Это происходит на 4-5 неделе эмбрионального развития зародыша. Позже их последнего пузыря начнёт формироваться кора головного мозга с полушариями и подкорковые ядра.

Зрительные бугры, таламус и гипоталамус образуются из промежуточного мозгового пузыря. Четверохолмие, сильвиев водопровод и ножки мозга являются продолжением среднего пузыря, а задний даёт начало мосту и мозжечку, который отвечает  за координацию движений, поддержание статической позы тела и ориентирование в пространстве.

Продолговатый мозг формируется из одноимённого мозгового пузыря и является центром регуляции всех жизненно важных функций организма, в нём сосредоточены дыхательные центры.

Задняя часть продолговатого мозга переходит в спинномозговой канал и является продолжением головного мозга.

Конечный мозг проходит ещё несколько стадий в развитии:

• из него развивается лимбическая система и обонятельная доля головного мозга, которая отвечает за восприятие органами чувств запахов и обработку информации от рецепторов;
• передний отдел тоже утолщается, клетки его активно делятся и дифференцируются с  формированием впоследствии базальных ганглиев, которые дают начало хвостатому ядру, бледному шару и скорлупе. Эти структуры важны и отвечают за координацию работы систем  двигательного контроля. Миндалевидное ядро, которое тоже берёт своё начало из конечного мозгового пузыря, отвечает за интеграцию и распределение внутренних адаптивных реакций в ответ на постоянно изменяющиеся условия;
• конечный мозг даёт начало коре больших полушарий. Здесь же формируются оболочки головного мозга и скопления сплетений с формированием узлов или ганглиев. В процессе эмбриогенеза идёт активный рост полушарий мозга, появляется деление их на доли (лобная, затылочная, теменная и височная), образуются борозды и извилины головного мозга.

Формирование желудочков головного мозга

Боковые желудочки формируются из центральной части коры больших полушарий. Будущее пространство желудочков выстилается клетками внутренне поверхности нервной трубки, и носят название клетки эпендимы. Они соединяются с полостью промежуточного отдела . Эта полость является третьим желудочком, который соединяется через сильвиев водопровод с полостью четвёртого желудочка.

Он переходит в спинной мозг и является его продолжением. Желудочки заполнены жидкостью – эндолимфой, которая благодаря отверстиям Люшка и Мажанди на боковой и верхней стенке полости четвёртого желудочка, сообщается с подпаутинным пространством. Это обеспечивает циркуляцию жидкости и препятствует её скоплению.

Дифференцировка клеток не заканчивается с рождением ребёнка, а продолжается до периода становления организма. Увеличивается количество аксонов и дендритов, улучшается процесс миелинизации, который обеспечивает быстрое движение нервного импульса от раздражителя к отделам ЦНС — головного и спинного мозга. Рост спинномозговых нервов напрямую связан с повышением двигательной активности.

Внешние раздражители формируют повышенную активность и рост волокон, поскольку процесс раздражения рецепторов активирует процесс возникновения импульса и распространение его в головной мозг, стимулируя тем самым его развитие.

Повышается количество отростков, нервная система как субстрат образования нервных связей является единым целостным механизмом в регуляции процессов возбуждения и передачи импульса.

Становление после рождения

К моменту рождения ребёнка ЦНС и её отделы уже сформированы, однако ещё предстоит большая работа по становлению и её интеграции с другими системами. Развитие коры больших полушарий новорожденного организма позволяет осуществлять простейшие действия, такие как глотание, сосание и дыхание.

Позже ребёнок научится регуляции тепла и холода, появятся реакции на различные виды раздражителей. Процесс адаптации происходит быстрее, если закладка нервной системы проходила по графику и организм ребёнка не испытывал недостатка кислорода или питания.

Появляются рефлексы, которые помогают активизировать дуги двигательных нейронов.

Ребёнок учится регулировать мышечный тонус. Увеличивается и масса головного мозга за счёт активного роста борозд и извилин. Полностью этот процесс завершается к 7 годам.

Созревание всех структур головного мозга напрямую зависит от характера импульсов, которые поступают из окружающей среды, поэтому важно окружить ребёнка теплом и заботой, и оградить его от большого количества отрицательных эмоций.

Развитию коры больших полушарий способствует увеличение количества кровеносных сосудов, питающих мозг. Это приводит к разрастанию коры и повышению уровня дифференцировки клеток.

Развитие нервной системы человека является сложным процессом, поскольку любое нарушение на любом этапе эмбриогенеза может привести к серьёзным последствиям.

Становление системы чётко привязано к срокам онтогенеза, поэтому тяжесть и характер повреждения различных врождённых дефектов напрямую зависит от срока беременности и периода развития будущей нервной системы.