4中枢神经系统发育及其可塑性
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延髓 第四脑室
• 神经管的尾侧段分化、发育为脊髓
基 本 边缘层—白质
保
持 套层—脊髓灰质 三
层 结 管腔—中央管
构
腹侧—两基板 两侧壁套层神经母细胞和成胶质细胞的迅速增生而增厚
顶板
背侧—两翼板
神经管顶壁和底壁薄而窄
底板
• 胚胎第三个月之前，脊髓与脊 柱等长，其下端达脊柱的尾骨；
• 胚三个月后，因脊柱增长快于 脊髓，脊柱便渐超越脊髓向尾 端延伸，脊髓位置相对上移；
• 出生前，脊髓下端与第三腰椎 平齐，仅以终丝与尾骨相连；
• 节段分布的脊神经均在胚胎早 期形成，从相应节段的椎间孔 穿出，脊髓位置上移后，脊髓 颈段以下的脊神经根便斜向尾 侧，至腰、骶、尾段的脊神经 根则在椎管内垂直下行，与终 丝共同组成马尾。
Normal
AneFra Baidu bibliotekcephaly
spinal bifida
–中枢神经系统畸形绝大部分是由于神经管发育缺陷或神经管 前后孔未闭引起,占总先天畸形发病率的17％.主要是无脑畸 形、隐性脊柱裂、脊髓脊膜膨出，脑积水等。此外，脑过小 畸形、胼胝体不发育、苯丙酮尿症、精神发育迟滞等均属神 经系统的发育异常，但较少见。
–我国1986-1987年作为国家攻关课题进行了大规模的出生缺 陷调查，对全国29个省市自治区的945所医院124万多围产 儿进行了监测，发现出生缺陷的总发生率平均为1.301%
–一些流行病学调查结果显示某些出生类型的缺陷，发生率 与地理条件有密切关系。山西省出生缺陷总发生率最高， 湖北省最低
• 导致发育畸形的因素远未完全清楚
(A) 神经板期 (B) 神经褶期 (C) 神经管期
neural plate neural groove neural fold
neural tube neural tube
• The neural tube (NT) formation
- The neural plate is induced by signals from adjacent mesoderm
´ The genesis of neurons ´ The genesis of connections (synapse formation) ´ The elimination of cells and synapses ´ Activity-dependent synaptic rearrangement ´ The Elementary Mechanisms of Cortical Synaptic Plasticity ´ Importance of the critical period ´ Concluding Remarks
中枢神经系统发育及其可塑性
Development of Central Nervous System and Its Plasticity
Introduction
• 诱导(induction) ：指胚胎发育过程中两种细胞群落通过分 子间的相互作用使其中一个群落或两个群落发生定向分化 的过程。提供或传递诱导分子的细胞是诱导者( inductor)， 接受这种分子的细胞或结构称反应者( reactor)。
From neural tube to the initial brain and spinal cord
• The entire nervous system arises from the ectoderm • The induction and patterning of the nervous system
neural fold，cranial neuropore，somite， caudal neuropore, etc.
• 三个原始脑泡是脑的原基
左、右大脑半球
前脑泡 前N孔闭合
端脑 间脑
两个侧脑室 第三脑室
脑 泡 中脑泡 中脑
Brain vesicle
后脑
菱脑泡 末脑 （后）
脑泡腔
背：四叠体 腹：大脑脚 中：中脑导水管 脑桥、小脑
- The neural plate is patterned along its dorsoventral axis by signals from adjacent nonneural cells The ventral NT the notochord The dorsal NT the epidermal ectoderm
• 结构发育：神经上皮－脑和脊髓构筑 • 神经环路发育或构筑：神经元发生－突触形成 • 可塑性(plasticity)：即神经系统发育过程中神经元对神经活
动及环境改变所作出的结构和功能上的应答反应。 细胞调亡 - 突触重排及消退等
Outline
´ Ectoderm - neural tube - brain and spinal cord (review)
• The neural tube formation
Cranial neuropore anlage brain anlage spinal cord CNS Caudal neuropore
A sample in human embryo-developing in fourth to fifth week. Showing
脊椎动物神经管的形成:神经管有两个主要的轴线：背腹轴和前后（头尾）轴。 前后轴将神经系统分成前脑、中脑、后脑和脊髓，还将这些区域细分为更加特 殊的神经结构。在背腹轴上，不同的区域也有不同的神经细胞种类。在有些部 位，还有左右轴，即左右两侧分布不同的神经细胞。外周神经系统来源于与神 经板相邻的神经脊，后者是外胚层中一群特殊的细胞，从发源地迁移到胚胎多 个部位，形成包括外周神经系统在内的多种组织。即脊髓平面的神经系统及其 周围组织，背侧在上，腹侧在下。
• 中枢神经系统发育异常并不少见
–发育异常是指由于各种因素导致的先天畸形。狭义的概念 仅指出生时解剖结构畸形。广义的包括出生时各种解剖结 构畸形、功能缺陷及代谢、遗传行为的发育异常。
–据WHO(1966) 调查了包括16个国家的25个医学中心的 421 781次妊娠，发现严重畸形占0.46%，轻度畸形占1.27% ，总发生率为1.73%。
• 神经管的尾侧段分化、发育为脊髓
基 本 边缘层—白质
保
持 套层—脊髓灰质 三
层 结 管腔—中央管
构
腹侧—两基板 两侧壁套层神经母细胞和成胶质细胞的迅速增生而增厚
顶板
背侧—两翼板
神经管顶壁和底壁薄而窄
底板
• 胚胎第三个月之前，脊髓与脊 柱等长，其下端达脊柱的尾骨；
• 胚三个月后，因脊柱增长快于 脊髓，脊柱便渐超越脊髓向尾 端延伸，脊髓位置相对上移；
• 出生前，脊髓下端与第三腰椎 平齐，仅以终丝与尾骨相连；
• 节段分布的脊神经均在胚胎早 期形成，从相应节段的椎间孔 穿出，脊髓位置上移后，脊髓 颈段以下的脊神经根便斜向尾 侧，至腰、骶、尾段的脊神经 根则在椎管内垂直下行，与终 丝共同组成马尾。
Normal
AneFra Baidu bibliotekcephaly
spinal bifida
–中枢神经系统畸形绝大部分是由于神经管发育缺陷或神经管 前后孔未闭引起,占总先天畸形发病率的17％.主要是无脑畸 形、隐性脊柱裂、脊髓脊膜膨出，脑积水等。此外，脑过小 畸形、胼胝体不发育、苯丙酮尿症、精神发育迟滞等均属神 经系统的发育异常，但较少见。
–我国1986-1987年作为国家攻关课题进行了大规模的出生缺 陷调查，对全国29个省市自治区的945所医院124万多围产 儿进行了监测，发现出生缺陷的总发生率平均为1.301%
–一些流行病学调查结果显示某些出生类型的缺陷，发生率 与地理条件有密切关系。山西省出生缺陷总发生率最高， 湖北省最低
• 导致发育畸形的因素远未完全清楚
(A) 神经板期 (B) 神经褶期 (C) 神经管期
neural plate neural groove neural fold
neural tube neural tube
• The neural tube (NT) formation
- The neural plate is induced by signals from adjacent mesoderm
´ The genesis of neurons ´ The genesis of connections (synapse formation) ´ The elimination of cells and synapses ´ Activity-dependent synaptic rearrangement ´ The Elementary Mechanisms of Cortical Synaptic Plasticity ´ Importance of the critical period ´ Concluding Remarks
中枢神经系统发育及其可塑性
Development of Central Nervous System and Its Plasticity
Introduction
• 诱导(induction) ：指胚胎发育过程中两种细胞群落通过分 子间的相互作用使其中一个群落或两个群落发生定向分化 的过程。提供或传递诱导分子的细胞是诱导者( inductor)， 接受这种分子的细胞或结构称反应者( reactor)。
From neural tube to the initial brain and spinal cord
• The entire nervous system arises from the ectoderm • The induction and patterning of the nervous system
neural fold，cranial neuropore，somite， caudal neuropore, etc.
• 三个原始脑泡是脑的原基
左、右大脑半球
前脑泡 前N孔闭合
端脑 间脑
两个侧脑室 第三脑室
脑 泡 中脑泡 中脑
Brain vesicle
后脑
菱脑泡 末脑 （后）
脑泡腔
背：四叠体 腹：大脑脚 中：中脑导水管 脑桥、小脑
- The neural plate is patterned along its dorsoventral axis by signals from adjacent nonneural cells The ventral NT the notochord The dorsal NT the epidermal ectoderm
• 结构发育：神经上皮－脑和脊髓构筑 • 神经环路发育或构筑：神经元发生－突触形成 • 可塑性(plasticity)：即神经系统发育过程中神经元对神经活
动及环境改变所作出的结构和功能上的应答反应。 细胞调亡 - 突触重排及消退等
Outline
´ Ectoderm - neural tube - brain and spinal cord (review)
• The neural tube formation
Cranial neuropore anlage brain anlage spinal cord CNS Caudal neuropore
A sample in human embryo-developing in fourth to fifth week. Showing
脊椎动物神经管的形成:神经管有两个主要的轴线：背腹轴和前后（头尾）轴。 前后轴将神经系统分成前脑、中脑、后脑和脊髓，还将这些区域细分为更加特 殊的神经结构。在背腹轴上，不同的区域也有不同的神经细胞种类。在有些部 位，还有左右轴，即左右两侧分布不同的神经细胞。外周神经系统来源于与神 经板相邻的神经脊，后者是外胚层中一群特殊的细胞，从发源地迁移到胚胎多 个部位，形成包括外周神经系统在内的多种组织。即脊髓平面的神经系统及其 周围组织，背侧在上，腹侧在下。
• 中枢神经系统发育异常并不少见
–发育异常是指由于各种因素导致的先天畸形。狭义的概念 仅指出生时解剖结构畸形。广义的包括出生时各种解剖结 构畸形、功能缺陷及代谢、遗传行为的发育异常。
–据WHO(1966) 调查了包括16个国家的25个医学中心的 421 781次妊娠，发现严重畸形占0.46%，轻度畸形占1.27% ，总发生率为1.73%。