Sistema nervoso umano

Sviluppo neuronale

Nella seconda settimana di vita prenatale, la blastocisti in rapida crescita (il fascio di cellule in cui si divide un ovulo fecondato) si appiattisce in quello che viene chiamato disco embrionale. Il disco embrionale acquisisce presto tre strati: l’ectoderma (strato esterno), il mesoderma (strato centrale) e l’endoderma (strato interno). All’interno del mesoderma cresce la notocorda, un’asta assiale che serve come spina dorsale temporanea. Sia il mesoderma che la notocorda rilasciano una sostanza chimica che istruisce e induce le cellule indifferenziate adiacenti dell’ectoderma ad addensarsi lungo quella che diventerà la linea mediana dorsale del corpo, formando la placca neurale. La placca neurale è composta da cellule precursori neurali, note come cellule neuroepiteliali, che si sviluppano nel tubo neurale (vedi sotto Sviluppo morfologico). Le cellule neuroepiteliali iniziano poi a dividersi, a diversificarsi e a dare origine a neuroni immaturi e alla neuroglia, che a loro volta migrano dal tubo neurale alla loro sede finale. Ogni neurone forma dendriti e un assone; gli assoni si allungano e formano rami, i cui terminali formano connessioni sinaptiche con un insieme selezionato di neuroni bersaglio o fibre muscolari.

I notevoli eventi di questo primo sviluppo coinvolgono una migrazione ordinata di miliardi di neuroni, la crescita dei loro assoni (molti dei quali si estendono ampiamente in tutto il cervello), e la formazione di migliaia di sinapsi tra i singoli assoni e i loro neuroni bersaglio. La migrazione e la crescita dei neuroni dipendono, almeno in parte, da influenze chimiche e fisiche. Le punte crescenti degli assoni (chiamate coni di crescita) apparentemente riconoscono e rispondono a vari segnali molecolari, che guidano gli assoni e i rami nervosi verso i loro obiettivi appropriati ed eliminano quelli che cercano di sincronizzarsi con obiettivi inappropriati. Una volta che una connessione sinaptica è stata stabilita, una cellula bersaglio rilascia un fattore trofico (ad esempio, fattore di crescita nervosa) che è essenziale per la sopravvivenza del neurone che si sincronizza con esso. Spunti di guida fisica sono coinvolti nella guida al contatto, o la migrazione dei neuroni immaturi lungo un’impalcatura di fibre gliali.

In alcune regioni del sistema nervoso in via di sviluppo, i contatti sinaptici non sono inizialmente precisi o stabili e sono seguiti in seguito da una riorganizzazione ordinata, compresa l’eliminazione di molte cellule e sinapsi. L’instabilità di alcune connessioni sinaptiche persiste fino al raggiungimento di un cosiddetto periodo critico, prima del quale le influenze ambientali hanno un ruolo significativo nella corretta differenziazione dei neuroni e nella messa a punto di molte connessioni sinaptiche. Dopo il periodo critico, le connessioni sinaptiche diventano stabili ed è improbabile che vengano alterate dalle influenze ambientali. Questo suggerisce che alcune abilità e attività sensoriali possono essere influenzate durante lo sviluppo (compresa la vita postnatale), e per alcune abilità intellettuali questa adattabilità presumibilmente persiste in età adulta e in tarda età.