- The neural plate is patterned along its dorsoventral axis by signals from adjacent nonneural cells
The ventral NT the notochord
The dorsal NT the epidermal ectoderm
中枢神经系统发育和其可塑性
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脊椎动物神经管的形成:神经管有两个主要的轴线：背腹轴和前后（头尾）轴。 前后轴将神经系统分成前脑、中脑、后脑和脊髓，还将这些区域细分为更加特 殊的神经结构。在背腹轴上，不同的区域也有不同的神经细胞种类。在有些部 位，还有左右轴，即左右两侧分布不同的神经细胞。外周神经系统来源于与神 经板相邻的神经脊，后者是外胚层中一群特殊的细胞，从发源地迁移到胚胎多 个部位，形成包括外周神经系统在内的多种组织。即脊髓平面的神经系统及其 周围组织，背侧在上，腹侧在下。
中枢神经系统发育和其可 塑性
Introduction
• 诱导(induction) ：指胚胎发育过程中两种细胞群落通过分 子间的相互作用使其中一个群落或两个群落发生定向分化 的过程。提供或传递诱导分子的细胞是诱导者( inductor)， 接受这种分子的细胞或结构称反应者( reactor)。
• 结构发育：神经上皮－脑和脊髓构筑
后脑
脑桥、小脑
菱脑泡 末脑 （后）
延髓
脑泡腔
第四脑室
中枢神经系统发育和其可塑性
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中枢神经系统发育和其可塑性
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• 神经管的尾侧段分化、发育为脊髓
基 本 边缘层—白质
保
持 套层—脊髓灰质 三
层 结 管腔—中央管 构
腹侧—两基板 两侧壁套层神经母细胞和成胶质细胞的迅速增生而增厚
顶板
背侧—两翼板
神经管顶壁和底壁薄而窄
(A) 神经板期 (B) 神经褶期 (C) 神经管期
中枢神经系统发育和其可塑性
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neural plate neural groove neural fold
neural tube neural tube
• The neural tube (NT) formation
- The neural plate is induced by signals from adjacent mesoderm
Importance of the critical period
Concluding Remarks
中枢神经系统发育和其可塑性
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From neural tube to the initial brain and spinal cord
• The entire nervous system arises from the ectoderm • The induction and patterning of the nervous system
– 一些流行病学调查结果显示某些出生类型的缺陷，发生率 与地理条件有密切关系。山西省出生缺陷总发生率最高， 湖北省最低
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• 导致发育畸形的因素远未完全清楚
底板
中枢神经系统发育和其可塑性
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• 胚胎第三个月之前，脊髓与脊 柱等长，其下端达脊柱的尾骨；
• 胚三个月后，因脊柱增长快于 脊髓，脊柱便渐超越脊髓向尾 端延伸，脊髓位置相对上移；
• 出生前，脊髓下端与第三腰椎 平齐，仅以终丝与尾骨相连；
• 节段分布的脊神经均在胚胎早
期形成，从相应节段的椎间孔
穿出，脊髓位置上移后，脊髓
颈段以下的脊神经根便斜向尾
侧，至腰、骶、尾段的脊神经
根则在椎管内垂直下行，与终
丝共同组成马尾。
中枢神经系统发育和其可塑性
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Normal
Anencephaly
spinal bifida
中枢神经系统发育和其可塑性
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• 中枢神经系统发育异常并不少见
– 发育异常是指由于各种因素导致的先天畸形。狭义的概念 仅指出生时解剖结构畸形。广义的包括出生时各种解剖结 构畸形、功能缺陷及代谢、遗传行为的发育异常。
neural fold，cranial neuropore，somite， caudal neuropore, etc.
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• 三个原始脑泡是脑的原基
左、右大脑半球
前脑泡 前N孔闭合
端Байду номын сангаас 间脑
两个侧脑室 第三脑室
背：四叠体
脑 泡 中脑泡 中脑
腹：大脑脚
中：中脑导水管
Brain vesicle
• 神经环路发育或构筑：神经元发生－突触形成
• 可塑性(plasticity)：即神经系统发育过程中神经元对神经活 动及环境改变所作出的结构和功能上的应答反应。
细胞调亡 - 突触重排及消退等
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Outline
Ectoderm - neural tube - brain and spinal cord (review)
– 据WHO(1966) 调查了包括16个国家的25个医学中心的 421 781次妊娠，发现严重畸形占0.46%，轻度畸形占 1.27%，总发生率为1.73%。
– 我国1986-1987年作为国家攻关课题进行了大规模的出生 缺陷调查，对全国29个省市自治区的945所医院124万多 围产儿进行了监测，发现出生缺陷的总发生率平均为 1.301%
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• The neural tube formation
Cranial neuropore anlage brain anlage spinal cord CNS Caudal neuropore
中枢神经系统发育和其可塑性
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A sample in human embryo-developing in fourth to fifth week. Showing
The genesis of neurons
The genesis of connections (synapse formation)
The elimination of cells and synapses
Activity-dependent synaptic rearrangement
The Elementary Mechanisms of Cortical Synaptic Plasticity