Резюме по развитию и адаптации нервной системы

а) Три подхода к изучению процессов развития мозга. В процессе развития нервной системы происходит намного больше событий, чем просто развертывание генетического плана.

Развитие организма можно описать как сложный танец генетических установок и факторов окружающей среды, которые, взаимодействуя друг с другом, формируют мозг для соответствия определенному культурному контексту и условиям среды.

Мы можем рассматривать эти взаимодействия с трех точек зрения: 1) соотношение формирующейся структуры мозга с появляющимися формами поведения, 2) соотношение нового поведения с созреванием конкретных мозговых структур и 3) выявление факторов, влияющих на мозг и поведение.

б) Нейробиология развития. Созревание человеческого мозга — процесс длительный, заканчивающийся почти к 30-летнему возрасту. Нейроны как функциональные единицы мозга формируют свою фенотипическую структуру, мигрируют в разные его отделы и по мере развития устанавливают связи с другими нейронами еще до момента рождения.

Развивающийся мозг производит гораздо больше нейронов и связей, чем ему это нужно для нормальной работы, чтобы в раннем детстве, а затем в подростковом и раннем взрослом возрасте сократить их количество до определенного стабильного уровня, поддерживаемого процессами нейрогенеза на протяжении всей жизни.

Опыт, приобретаемый мозгом во время развития, может запускать эпигенетические механизмы, такие как метилирование генов, которые изменяют их экспрессию.

Формирование нервной трубки. Длинное углубление, или желобок нервной трубки, сначала формируется в нервной пластинке. К 21-му дню, помимо желобка нервной трубки можно увидеть примитивный мозг. На 23-й день развития уже можно увидеть формирование нервной трубки, которая образуется при прогибании нервной пластинки внутрь по всей длине дорсальной поверхности эмбриона.

в) Новые формы поведения как маркеры зрелости нервной системы. Во всем мире, во всех культурах, от новорожденного до взрослого, все мы в процессе развития проходим через одинаковые поведенческие стадии. По мере физического развития двигательное поведение младенцев проходит в предсказуемой последовательности: от грубых, плохо контролируемых движений к объектам до четких пинцетных захватов несколькими пальцами мелких предметов (к примеру, размером с карандаш), что происходит примерно к 11 месяцам.

Созревание когнитивной деятельности также проходит несколько стадий развития логики и способности к решению задач. Начиная с Жана Пиаже, исследователи идентифицировали и охарактеризовали четыре или более стадий когнитивного развития. Каждую стадию можно идентифицировать с помощью определенных поведенческих тестов.

Поведение возникает по мере развития нервной системы, которая его и создает. Сопоставление медианных графиков развития нервной системы с наблюдаемым поведением позволяет сделать вывод об иерархической взаимосвязи между структурой мозга и его функциями. Моторное поведение возникает синхронно с созреванием связей моторной коры, базальных ганглиев и мозжечка, а также связей этих областей со спинным мозгом.

Сходные корреляции между возникающим поведением и развитием нейронов наблюдаются и для когнитивной деятельности, поскольку нейронные связи в лобных и височных долях созревают только к старшему подростковому возрасту.

г) Развитие мозга и окружающая среда. Мозг наиболее пластичен во время своего развития, и формирование нейронных структур и их связей может зависеть от различных факторов на протяжении этого периода. Чувствительность мозга к таким факторам, как внешние события, условия окружающей среды, тактильная стимуляция, лекарства, половые гормоны, стресс и травмы, со временем меняется. В критические периоды развития, начиная с пренатального периода, разные области мозга особенно чувствительны к определенным событиям.

д) Нестандартный опыт и развитие мозга. Неблагоприятные события, произошедшие в пренатальном периоде развития и раннем детском возрасте, могут оказывать огромное влияние на формирование и созревание мозга и поведение. Пренатальный стресс и стресс в раннем периоде жизни могут повышать предрасположенность к развитию различных поведенческих расстройств, а также оставлять неизгладимый отпечаток на структуре мозга. Даже родительский стресс, испытанный до зачатия, может привести к эпигенетическим эффектам у плода.

Нарушения в развитии мозга в результате гипоксии, полученной травмы или вследствие влияния токсинов, могут сильно повлиять на развитие мозга: привести к серьезным отклонениям в поведении, включая умственную отсталость или развитие поведенческих расстройств, как РАС или СВДС.

Некоторые поведенческие расстройства возникают лишь в подростковом возрасте, когда завершается длительное созревание лобных долей головного мозга. Аномалия, возникшая во время развития в одной системе, может влиять и на другие системы, вызывая в них новые аномалии.

Однако, мозг обладает удивительной способностью восстанавливать или корректировать незначительные отклонения, позволяя большинству людей иметь нормальный поведенческий репертуар и поддерживать функционирование мозга на протяжении всей жизни.

е) Основные термины:

• Амблиопия — состояние, при котором зрение одного глаза ухудшается в результате неиспользования; может возникать вследствие того, что два глаза не смотрят в одном направлении.
• Андрогены — класс гормонов, которые стимулируют или контролируют мужские половые признаки.
• Анэнцефалия — неразвитие передних отделов головного мозга.
• Апоптоз — генетически запрограммированная клеточная смерть.
• Гипотеза хемоаффинности — предположение о том, что нейроны или их аксоны и дендриты притягиваются к особым сигнальным молекулам, которые указывают правильное направление.
• Глиобласт — зародышевая глиальная клетка, образовавшаяся из клетки-предшественницы и далее дифференцирующаяся в разные виды глиальных клеток.
• Дорсолатеральная префронтальная кора (ДЛПФК) - поля Бродмана 9 и 46; формируют реципрокные связи с задней областью теменной коры и верхней височной извилиной; отвечают за формирование поведения и двигательного ответа на основании памятного следа.
• Импринтинг — формирование привязанности животного к одному или нескольким объектам или животным в критический период развития.
• Клетка-предшественница — клетка, образовавшаяся из стволовой клетки, которая мигрирует и дифференцируется в глию или нейрон.
• Конус роста — растущий конец аксона.
• Критический период — окно развития, в течение которого какое-либо событие имеет особенно выраженное влияние на развитие мозга, а также чувствительный период.
• Маскулинизация процесс, при котором воздействие андрогенов (мужских половых гормонов) изменяет мозг, делая его мужским.
• Молекулы клеточной адгезии (МКА) — химические молекулы, которые обеспечивают адгезию со специфическими клетками, тем самым обеспечивая их миграцию.
• Нейробласт — зародышевая нервная клетка, образовавшаяся из клетки-предшественницы и далее дифференцирующаяся в любой вид нейронов.
• Нейрональные стволовые клетки — способные к делению мультипотентные клетки, являются предшественниками разных типов нейронов и глии в нервной системе.
• Нейронный дарвинизм — гипотеза, согласно которой процессы клеточной гибели и синаптического пру-нинга подобны естественному отбору, наблюдаемому среди биологических видов; результат борьбы нейронов за формирование связей и метаболические ресурсы в нервной ткани.
• Нейротрофический фактор — химическое соединение, которое обеспечивает рост и дифференцировку развивающихся нейронов, может поддерживать жизнеспособность некоторых нейронов в зрелом возрасте.
• Нервная пластинка — зачаток нервной ткани, из которой формируется нервная трубка.
• Нервная трубка — структура на раннем этапе развития мозга, из которой затем развиваются головной и спинной мозг.
• Нетрины — представители класса хемоаттрактивных молекул, которые направляют рост аксона.
• Психобиотики — живые бактерии (пробиотики) или соединения для увеличения роста кишечных бактерий (пребиотики), которые используются при лечении.
• Радиальная глия — глиальные клетки с длинными отростками, благодаря которым происходит миграция нейронов к их конечному местоположению; участвует в построении слоев коры мозга и мозжечка.
• Расстройства аутистического спектра (РАС) — симптомы когнитивных нарушений в диапазоне от легкой до тяжелой степени, которые наблюдаются при аутизме. К симптомам РАС относятся: значительное нарушение социального взаимодействия, странный и узкий круг интересов, заметные отклонения в речи и навыках общения, а также постоянно повторяющиеся движения.
• Семафорины класс хемоотталкивающих молекул, препятствующих росту аксона в неправильном направлении.
• «Сеть по умолчанию» — сеть, связывающая лобные и теменные области мозга, активность которых высоко коррелирует между собой.
• Синдром внезапной детской смерти (СВДС) — необъяснимая смерть во сне внешне здорового младенца в возрасте до 1 года.
• Скачок роста — спорадический, ограниченный по времени период внезапного роста.
• Субвентрикулярная зона — зона, образованная нейрональными стволовыми клетками, выстилающими стенки желудочков.
• Тестостерон — половой гормон, производимый семенниками и отвечающий за отличительные мужские половые признаки.
• Тропные молекулы — сигнальные молекулы, притягивающие или отталкивающие конусы роста аксонов.
• Филоподий — выпячивание окончания растущего аксона, которое образуется для поиска потенциальной мишени или для анализа межклеточного пространства.
• Эстрогены — разнообразные половые гормоны, отвечающие за отличительные признаки, характерные для женской особи.

- Читать далее "Мигрени и случаи слепого зрения - клинический пример"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 10.9.2023