机制，有利于neuron之间相互作用及其功能发挥的有效性考虑， 消除一些与功能不相适应的synapse，确定最后有用的结构是
很必要的。通过neuron之间的相互作用, 选择性促进neuron之
间可以共存和依赖的结构发育，这样可以使得CNS的功能和该 动物的生存环境更加匹配。
Neuroscience
5、活动依赖的突触重派
片状伪足
丝状伪足
Neuroscience
• 介导轴突生长的机制 轴突生长受到细胞外基质(extracellular matrix, ECM)、细胞 粘连分子(cell adhesion molecule, CAM)及其周围的可溶性物质 如生长因子和靶细胞释放的可溶性物质的影响，这些物质可 增强和吸引或抑制和排斥生长锥的生长。
支
• 树突发育的时空规律：胞体大、轴突长的神经元树突发育起 始时间早于胞体小、轴突短的神经元树突
Neuroscience
3、突触的形成（Synapse Formation）
当生长锥接触到相应target 后即形成了突触，在发育过程
中，突触后成分发育在前，突
触前成分发育在后。
突触形成的影响因素： • 突触后成分与突触前成分 相互作用的结果－Ca2+ 发挥 重要作用 • 蛋白聚集素(agrin)在突触 形成过程中发挥正性调节的 作用
Activity Dependent Synapse Rearrangement
突触重派是神经活动及突触传递的结果。 神经活动是驱动皮质内神经环路发育的重要因素，同时也
是突触联系通路三个阶段中address selection中的最后步骤。
Neuroscience
NeurosLeabharlann ience神经元联系最终模式的建立与下列的五个过程有关
4、突触的消退（Elimination of Synapses）
程序性突触形成Programmed synapse formation
突触形成的启动是按照一个明确不变的程序发生的。突触是
突然出现，随后迅速增多，并形成过量的突触，最后多余无用 的突触迅速消失。
在CNS发育期间，突触的消退被认为是一种消除错误结构的
Neuroscience
Inside-out development of cortex
3、细胞分化(Neuron differentiation):
由一个neuroblast转变成具有neuron特性的多步骤 过程，不仅包括形态上的改变（细胞从圆形或卵圆形到有 突起，轴突的发生在前，树突的发生在后），更重要的是 其内在的变化。
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参与神经系统发生的主要因子：
• 神经诱导因子：骨形成蛋白（BMP）
脊索信号因子（Shh） • 神经发生基因：delta，notch，numb • 神经营养因子：NGF，BDNF，PDGF，CNTF NT-3/4/5，FGF • 细胞外基质（ECM） • 神经黏附分子（CAM） • noggin
分裂后子细胞(daughter cell)的命运取决定很多因素， 其中非常重要的是基因表达(gene expression)的差异性， 而基因表达的调控取决于转录因子（transcription factors） 的类型。
Neuroscience
2、细胞迁移（cell migration)：由靠近脑室的发源地出发， 新发育成的神经元向神经管外周迁移，然后定位于不同的层次 神经管闭合后，部分子细胞从管壁顺着放射状胶质细胞
Neuroscience
• 集束化(fasciculation): 轴突沿着ECM上分子行进，最后生 长在一起形成束状结构。
2、树突的生长发育
• 树突晚于轴突长出 • 轴突从支配的靶区中逆行运输一些化学信息(如NTF等) 到神
经元胞体，启动树突的生长
• 树突发育早期，会出现过多生长和分支，后来通过“修剪” 过程，把与功能不相适应的树突分支“修剪”，保留其基本分
在神经元发育的过程中，轴突沿着特定的路线生长、延
长，并伸向将与它发生突触联系的靶细胞。轴突是靠识别行
进道路上的导向分子朝向其正确方向行进的。 ⑴细胞骨架：微管、微丝、中间丝
微管蛋白(tubulin)——运输
肌动蛋白(actin)、肌球蛋白(myosin)——伸缩、转向
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⑵生长锥( growth cone)：神经突发育和再生时轴突末端 膨大呈扇形的结构。 通过阿米巴样运动引导轴突延伸，有利于轴突的生长、 途径的选择、对靶细胞的识别。
neural fold（神经褶）
neural tube(神经管)
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• 神经褶愈合过程中，头尾两端各有一开口，称前、后神经孔。 • 前神经孔闭合脑泡 后神经孔闭合脊髓
• 神经管的尾侧段分化、发育为脊髓
基 本 保 持 三 层 结 构
边缘层—白质
成神经细胞的轴突
套层—脊髓灰质
neural plate (神经板)
• 神经管的形成
neural groove（神经沟）
神经板：脊索诱导 其背侧的外胚层细胞 增厚成板状，称神经 板。
neural fold（神经褶）
神经板由单层柱状上皮
构成，称为神经上皮。
neural tube(神经管)
Neuroscience
neural plate (神经板)
神经元形成递 质的性质受其接触 的靶器官所分泌的 物质的调控。
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㈡ 神经联系的发生
通路形成的三个阶段: 通路选择(pathway selection)
目标选择(target selection)
地点选择(address selection)
Neuroscience
1、轴突生长
到靶区并激发突触联系的形成。
然而突触接触一旦形成，他们的继续发育与成熟则主要取 决于突触前后成分之间的协调的神经活动。
Neuroscience
三、神经元的程序性死亡(programmed cell death, PCD)
PCD多是指发育过程中自然出现的或生理性的细胞 死亡；
凋亡（apoptosis）多是指由各种外源性因素诱导 的或病理情况下（如脑缺血、脑损伤）的细胞死亡；
神经系统发育过程中的三个特点：
•中枢神经系统源自排列紧密、缺少细胞间质的神经上 皮细胞(早期的神经管管壁及后来的室管膜层) •在发育过程中，由于细胞间的相互作用导致细胞及其 突起的重新配布 •发育过程中任一精密的时空整合程序均反映了基因及
基因外因素的相互作用，其中细胞间的相互作用是起
着关键作用的因素
M
This mode predominates in later development neuronal precursor
㈠神经元的发生
神经元结构发展的三个主要阶段：细胞增殖 细胞迁移 细胞分化
1、细胞增殖 (cell proliferation )：
S期(合成DNA)，胞核靠近外侧膜处。 M期(有丝分裂)， 胞核移到靠近管腔的位置，分裂产生的子细胞又移行至外界 膜，再合成DNA并重复其增殖周期。
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4、突触的消退（Elimination of Synapses）
程序性突触形成Programmed synapse formation
突触形成的启动是按照一个明确不变的程序发生的。突触是
突然出现，随后迅速增多，并形成过量的突触，最后多余无用 的突触迅速消失。
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轴突的长出，选择合适的途径到达正确的靶细胞
树突的长出，并形成特定的树突形态
轴突选择特定的靶细胞 除去不正确的和多余的突触和轴突及树突的分枝，并剔除 错配的神经元 突触联系最终模式的功能性改造
Neuroscience
大脑皮层神经元之间的联系由两个基本不同的发育程序即
分子线索和神经活动获得。 分子线索控制神经元的身份，引导轴突从特定周围区投射
细胞坏死（necrosis）多发生在突然及严重损伤的 情况下，如感染、严重缺血等，其形态学特征与PCD和 apoptosis不同。
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左、右大脑半球 两个侧脑室 丘脑、下丘脑
脑 泡
中脑泡
中脑
后脑 菱脑泡 末脑 （后） 脑泡腔
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第三脑室 翼板：四叠体 中：中脑导水管 基板：被盖 端脑纤维下延：大脑脚 脑桥 小脑 延髓
第四脑室
二、神经系统的组织发生
神经系统的形态发生的主要过程 ：
•神经诱导(neural induction)
neural groove（神经沟）
神经板沿中线下陷 形成的沟，称神经沟。
神经沟两侧边缘隆
neural fold（神经褶）
起，称神经褶。
neural tube(神经管)
Neuroscience
neural plate (神经板)
neural groove（神经沟）
• 两侧神经褶靠拢 并愈合成管状，称 神经管。是CNS的 原基，分化为脑和 脊髓等。 • 神经板外缘细胞 迁移到神经管背侧 形成细胞索，称神 经嵴。是PNS的原 基，分化为神经节、 周围神经、神经胶 质、肾上腺髓质细 胞等。
（radial glial cells）发出的纤维移行，穿过合成DNA的神经上皮
细胞到达靠近外界膜下面，这些称为成神经细胞(neuroblast)， 他们开始伸出突起，成为树突和轴突的前身。——放射状胶质 细胞在引导neuron迁徙过程中起着决定性作用。
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迁移神经元
放射状 胶质细胞
• follistatin
• chordin
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㈠ 神经元的发生
神经元结构发展的三个主要阶段：细胞增殖 细胞迁移 细胞分化