Dezvoltarea unui creier

Creierul nostru este cea mai complexă structură pe care o cunoaștem: în jur de 86 de miliarde de celule nervoase, conectate într-un model unic prin trilioane de sinapse. Este nevoie de ani pentru a se maturiza. Nu se termină niciodată.

Dezvoltarea organismului începe cu numeroase diviziuni celulare. Morula, apoi blastula, iese din celula ovulului fertilizat. Celulele care alcătuiesc embrionul se găsesc în el.
Dezvoltarea creierului începe în jurul celei de-a 18-a zile cu constricția tubului neural.
Veziculele cerebrale apar mai întâi mai târziu, iar apoi în jurul celei de-a șasea săptămâni atașamentele la structurile mari ale creierului.
Formarea brazdelor tipice din creier începe în jurul săptămânii a 24-a și continuă până în jurul primei zile de naștere.
Factorii de creștere și celulele învecinate direcționează neuronii către locul lor în creier.
Neuronii și sinapsele se formează inițial în număr mult prea mare, rămân doar cele mai stabile. Acesta este modul în care creierul se adaptează la mediul său.
Creierul nu este deloc terminat cu nașterea, ci o creștere enormă începe după naștere.
Celulele gliale radiale sunt originea multor neuroni.

Neuronul este o celulă din corp specializată în transmiterea semnalului. Se caracterizează prin recepția și transmiterea semnalelor electrice sau chimice.

O sinapsă este o legătură între doi neuroni și este utilizată pentru comunicarea lor. Se compune dintr-o zonă presinaptică - butonul final al neuronului emițător - și o zonă postsinaptică - zona neuronului receptor cu receptorii săi. În mijloc se află așa-numitul decalaj sinaptic.

Pe lângă neuroni, celulele gliale reprezintă al doilea grup, grupul mare de celule din creier. Au fost mult timp denumiți ca elemente inactive ale creierului, „chit nervos”. Astăzi știm că diferitele tipuri de celule gliale (astrocite, oligodendrocite și celule microgliene) îndeplinesc sarcini clar definite în sistemul nervos. Așa reacționează B. asupra agenților patogeni, joacă un rol important în nutriția celulelor nervoase sau izolează fibrele nervoase. Ponderea lor în comparație cu neuronii este puțin peste 50%.

Un tip special de celule gliale, celule gliale radiale, joacă un rol important în dezvoltarea creierului. Celulele gliale radiale apar la începutul neurogenezei din celulele epiteliale ale tubului neural. Ca „celule progenitoare”, ele stau între celulele stem și celulele diferențiate: pot produce unele, dar nu toate, tipuri de celule, după cum arată studiile. Unele dintre celulele gliale radiale produc alte tipuri de celule gliale, inclusiv oligodendrocitele, învelișurile izolante ale axonilor și astrocitele, care acționează mai întâi ca indicatoare și mai târziu, printre altele, ca hrană pentru neuroni. O altă parte generează neuronii înșiși în timpul diviziunii.În etapa de dezvoltare târzie a embrionului și după naștere, majoritatea celulelor gliale radiale s-au diferențiat în alte forme celulare. Neuronii rămași pot continua să se dezvolte până la bătrânețe.

Neuronul este o celulă din corp specializată în transmiterea semnalului. Se caracterizează prin recepția și transmiterea semnalelor electrice sau chimice.

Chiar și cea mai complexă structură a corpului începe să se dezvolte atunci când celulele ovule și spermatozoizi se reunesc: la aproximativ 24 de ore după fertilizare, cromozomii materni și paterni s-au reunit pentru a forma structura genetică a noului individ. Începe prima diviziune celulară. După 96 de ore, celula ovulă fertilizată s-a transformat într-o bilă de aproximativ 30 de celule care arată un pic ca un dud copt, de unde și numele său: Morula. Celulele morulei sunt mici, deoarece primele celule se împart în două jumătăți din nou și din nou, fără a crește dimensiunea. În morula, celulele încep să se diferențieze în externe și interne. La trei-patru zile după fertilizare, lichidul s-a adunat în mijlocul globului celular - morula a devenit blastocist. La un punct al acestei sfere goale, din celulele cele mai interioare se formează un grup mic, numit embrioblast. Numai din aceste celule apare embrionul; restul devin organe auxiliare, cum ar fi părțile placentei și membranele copilului.

În timp ce embrionul rătăcește pe trompa uterină și mama nu știe ce se întâmplă în corpul ei, diviziunea muncii la persoana în curs de dezvoltare progresează. Celulele embrioblastului se pliază în cele trei straturi germinale endoderm, mezoderm și ectoderm. Organele interne se dezvoltă ulterior din endoderm, iar oasele, mușchii și țesutul conjunctiv din mezoderm. Pielea apare din ectoderm - și, într-un proces numit neurulare, sistemul nervos central și creierul.

În cea de-a 18-a zi de viață a embrionului, în perioada în care mama își dă seama că ar putea fi însărcinată, se formează o primă depresie în ectoderm, care la scurt timp se constrânge: tubul neural, precursorul măduvei spinării. Trei protuberanțe, numite vezicule cerebrale, se formează la capătul său frontal. Embrionul și-a terminat migrația și și-a găsit un loc în mucoasa uterină. Acum are o înălțime de aproximativ doi milimetri.

În zilele următoare, zona superioară a tubului neural cu veziculele cerebrale se îndoaie puțin, iar primele abordări către emisfere pot fi văzute. Migrațiile masive de celule duc la faptul că această zonă este mult mărită și din ce în ce mai diferită de măduva spinării. La patru săptămâni după fertilizare, se formează petele oculare și inima începe să bată. După șase săptămâni, apar structurile creierului, cum ar fi podul și cerebelul, talamusul, ganglionii bazali și cortexul cerebral. În a noua săptămână, degetele și degetele de la picioare minuscule se văd deja, măduva spinării începe să-și controleze primele mișcări.

După trei luni, embrionul, care acum se numește făt, are o înălțime de doisprezece centimetri, are structuri bine dezvoltate în creierul mijlociu și posterior, dar cortexul său cerebral este încă neted și nediferențiat. Primele brazde, care sunt tipice pentru creierul uman, apar doar în jurul celei de-a 24-a săptămâni. Acest proces continuă după naștere - până la prima zi de naștere a copilului.

Măduva spinării/medulla spinală/măduva spinării

Măduva spinării este partea sistemului nervos central care se află în coloana vertebrală. Are atât substanța albă a fibrelor nervoase, cât și substanța gri a nucleelor celulare. Reflexele simple, cum ar fi reflexul hamstring sunt deja procesate aici, deoarece neuronii senzoriali și motori sunt conectați direct. Măduva spinării este împărțită în măduva cervicală, toracică, lombară și sacrală.

Măduva spinării/medulla spinală/măduva spinării

Ganglionii bazali

Ganglionii bazali/Nuclei basales/ganglionii bazali

Ganglionii bazali sunt un grup de nuclei subcorticali (localizați sub cortexul cerebral) din telencefal. Ganglionii bazali includ globus pallidus și striatum; unii autori includ alte structuri, cum ar fi B. Claustrul. Ganglionii bazali sunt asociați în primul rând cu abilități motorii voluntare.

Trasee prin creier

Structura creierului uman este predeterminată genetic doar în linii mari. Structura sa fină este rezultatul unui proces organizațional complex în care factorii de mediu joacă, de asemenea, un rol. Aceasta include dieta mamei și orice boli sau expunere la toxine. La fel ca femeile însărcinate, la fel și copiii.

Tinerii neuroni apar din celulele stem dintr-un strat de țesut al tubului neural. Pentru a vă face o idee aproximativă a acestui proces, puteți împărți numărul de neuroni din creier la lunile de sarcină: obțineți în medie 250.000 de neuroni noi pe minut. De acolo migrează către destinațiile lor din creier și deja în timpul acestei migrații încep să se specializeze pentru sarcina lor: în celulele vizuale sau celulele olfactive, de exemplu. Care va fi sarcina lor depinde de momentul în care au fost create și de factorii chimici din mediul lor. Straturile interioare ale cerebrului apar mai întâi, celulele mai tinere migrează pe lângă cele mai vechi și formează stratul mai departe. În acest sens, ei folosesc celule gliale radiale, un tip de celulă glială ale cărei apendicele lungi cresc spre exterior prin stratificarea creierului, ca un fel de balustradă pe care atârnă (vezi caseta de informații).

Odată ce un neuron a ajuns la locul său, trebuie să se conecteze la regiunea sa țintă. Dacă un neuron este localizat în retina ochiului, acesta trebuie să acopere cu centrul vizual din talamus. Pentru a face acest lucru, întinde un „braț”, un neurit, cu un con de creștere la vârf. Neuronul: formă și funcție. Acesta deschide calea către neurită, cum ar fi un axon, prin țesutul dens, uneori chiar și în cealaltă jumătate a creierului. Unde crește acest con de creștere este determinat, pe de o parte, de substanțe atractive și respingătoare pe suprafețele celulelor din jur. „În acest fel, se pot crea străzi sau canale reale pe care neuritele le pot folosi pentru orientare”, explică Paul G. Layer, profesor de biologie a dezvoltării și neurogenetică la Universitatea Tehnică din Darmstadt. Pe de altă parte, factorii de creștere influențează acolo unde ajunge neurita. Acestea sunt proteine mici care sunt trimise de regiunile țintă ale neviților și pe care le poate percepe conul de creștere cu receptori pe numeroasele sale tentacule. „Spre deosebire de substanțele de pe suprafața celulei, factorii de creștere pot acționa pe anumite distanțe”, explică Layer. Nevritul crește apoi până unde concentrația factorului de creștere este mai mare.

Unitate de informare despre ADN. Enzimele specializate traduc componenta de bază a unei gene în așa-numitul acid ribonucleic (ARN). În timp ce unii acizi ribonucleici îndeplinesc funcții importante în celulă, alții dictează ordinea în care celula ar trebui să asambleze aminoacizii individuali pentru a forma o proteină specifică. Deci, gena furnizează codul pentru această proteină. O genă are, de asemenea, elemente reglatoare pe ADN-ul care asigură citirea genei exact atunci când celula sau organismul are într-adevăr nevoie de produsul său.

Neuronul este o celulă din corp specializată în transmiterea semnalului. Se caracterizează prin recepția și transmiterea semnalelor electrice sau chimice.

Retina este pielea interioară a ochiului acoperită cu epiteliu pigmentar. Retina se caracterizează printr-un aranjament invers (invers): lumina trebuie să pătrundă mai întâi în mai multe straturi înainte de a atinge fotoreceptorii (conuri și tije). Semnalele de la fotoreceptori sunt transmise către zonele de procesare ale creierului prin intermediul nervului optic. Motivul aranjamentului invers este dezvoltarea dezvoltării retinei, este o evaginare a creierului.
Retina are o grosime de aproximativ 0,2 până la 0,5 mm.

Talamus dorsal

Thalamus dorsalis/thalamus dorsalis/thalamus

Talamusul este cea mai mare structură a diencefalului și este situat deasupra hipotalamusului. Talamusul este considerat a fi „poarta spre conștiință”, deoarece nucleele sale sunt o stație de tranzit pentru toate informațiile către cortex. În același timp, au și multe intrări corticale. Nucleii talamusului sunt grupați împreună.

Axonul este extensia celulei nervoase care este responsabilă pentru transmiterea unui impuls nervos către celula următoare. Un axon se poate ramifica în mai multe moduri și astfel poate ajunge la un număr mare de celule nervoase din aval. Lungimea sa poate fi mai mare de un metru. Axonul se termină într-una sau mai multe sinapse.

Receptor de semnal în membrana celulară. Din punct de vedere chimic, o proteină responsabilă de asigurarea faptului că o celulă răspunde la un semnal extern cu o reacție specifică. Semnalul extern poate fi, de exemplu, o substanță chimică mesageră pe care o celulă nervoasă activată o eliberează în decalajul sinaptic. Un receptor din membrana celulei din aval recunoaște semnalul și se asigură că și această celulă este activată. Receptorii sunt specifici atât substanțelor semnal la care reacționează, cât și proceselor de răspuns pe care le declanșează.