Développement neuronal
Au cours de la deuxième semaine de la vie prénatale, le blastocyste à croissance rapide (le faisceau de cellules en lequel se divise un ovule fécondé) s’aplatit en ce qu’on appelle le disque embryonnaire. Le disque embryonnaire acquiert rapidement trois couches : l’ectoderme (couche externe), le mésoderme (couche moyenne) et l’endoderme (couche interne). Dans le mésoderme se développe la notochorde, une tige axiale qui sert de colonne vertébrale temporaire. Le mésoderme et la notochorde libèrent une substance chimique qui ordonne et incite les cellules ectodermiques indifférenciées adjacentes à s’épaissir le long de ce qui deviendra la ligne médiane dorsale du corps, formant ainsi la plaque neurale. La plaque neurale est composée de cellules précurseurs de neurones, appelées cellules neuroépithéliales, qui se développent pour former le tube neural (voir ci-dessous Développement morphologique). Les cellules neuroépithéliales commencent ensuite à se diviser, à se diversifier et à donner naissance à des neurones immatures et à la neuroglie, qui migrent à leur tour du tube neural vers leur emplacement définitif. Chaque neurone forme des dendrites et un axone ; les axones s’allongent et forment des branches, dont les terminaisons forment des connexions synaptiques avec un ensemble sélectionné de neurones cibles ou de fibres musculaires.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Les événements remarquables de ce développement précoce impliquent une migration ordonnée de milliards de neurones, la croissance de leurs axones (dont beaucoup s’étendent largement dans le cerveau), et la formation de milliers de synapses entre les axones individuels et leurs neurones cibles. La migration et la croissance des neurones dépendent, du moins en partie, d’influences chimiques et physiques. Les extrémités croissantes des axones (appelées cônes de croissance) reconnaissent apparemment et répondent à divers signaux moléculaires, qui guident les axones et les branches nerveuses vers leurs cibles appropriées et éliminent ceux qui tentent de faire synapse avec des cibles inappropriées. Une fois qu’une connexion synaptique a été établie, une cellule cible libère un facteur trophique (par exemple, le facteur de croissance des nerfs) qui est essentiel à la survie du neurone qui fait la synapse avec elle. Des indices de guidage physique sont impliqués dans le guidage des contacts, ou la migration des neurones immatures le long d’un échafaudage de fibres gliales.
Dans certaines régions du système nerveux en développement, les contacts synaptiques ne sont pas initialement précis ou stables et sont suivis ultérieurement d’une réorganisation ordonnée, incluant l’élimination de nombreuses cellules et synapses. L’instabilité de certaines connexions synaptiques persiste jusqu’à ce qu’une période dite critique soit atteinte, avant laquelle les influences de l’environnement jouent un rôle important dans la différenciation correcte des neurones et dans la mise au point de nombreuses connexions synaptiques. Après la période critique, les connexions synaptiques deviennent stables et ont peu de chances d’être modifiées par des influences environnementales. Cela suggère que certaines aptitudes et activités sensorielles peuvent être influencées pendant le développement (y compris pendant la vie postnatale), et que pour certaines aptitudes intellectuelles, cette adaptabilité persiste vraisemblablement à l’âge adulte et à la fin de la vie.