El desarrollo del sistema nervioso , o desarrollo neural , o neurodesarrollo , se refiere a los procesos que generan, dan forma y remodelan el sistema nervioso de los animales, desde las primeras etapas del desarrollo embrionario hasta la edad adulta. El campo del desarrollo neuronal se basa tanto en la neurociencia como en la biología del desarrollo para describir y proporcionar información sobre los mecanismos celulares y moleculares mediante los cuales se desarrollan los sistemas nerviosos complejos, desde los nematodos y las moscas de la fruta hasta los mamíferos .
Los defectos en el desarrollo neural pueden conducir a malformaciones como holoprosencefalia y una amplia variedad de trastornos neurológicos que incluyen paresia y parálisis de las extremidades , trastornos del equilibrio y de la visión y convulsiones , [1] y en los seres humanos otros trastornos como el síndrome de Rett , el síndrome de Down y los trastornos intelectuales. discapacidad . [2]
El sistema nervioso central (SNC) de los vertebrados se deriva del ectodermo , la capa germinal más externa del embrión. Una parte del ectodermo dorsal se especifica en ectodermo neural, neuroectodermo que forma la placa neural a lo largo del lado dorsal del embrión. [3] Esto es parte del patrón inicial del embrión (incluido el embrión invertebrado) que también establece un eje anteroposterior. [4] La placa neural es la fuente de la mayoría de las neuronas y células gliales del SNC. El surco neural se forma a lo largo del eje largo de la placa neural, y la placa neural se pliega para dar lugar a latubo neural . [5] Cuando el tubo se cierra en ambos extremos, se llena con líquido cefalorraquídeo embrionario. [6] A medida que el embrión se desarrolla, la parte anterior del tubo neural se expande y forma tres vesículas cerebrales primarias , que se convierten en el prosencéfalo ( prosencéfalo ), el mesencéfalo ( mesencéfalo ) y el rombencéfalo ( rombencéfalo ). Estas vesículas tempranas y simples se agrandan y se dividen aún más en el telencéfalo (futura corteza cerebral y ganglios basales ), diencéfalo (futuro tálamoe hipotálamo ), mesencéfalo (futuros colículos ), metencéfalo (futura protuberancia y cerebelo ) y mielencéfalo (futura médula ). [7] La cámara central llena de LCR es continua desde el telencéfalo hasta el canal central de la médula espinal y constituye el sistema ventricular en desarrollo del SNC. El líquido cefalorraquídeo embrionario difiere del que se forma en las etapas posteriores del desarrollo y del LCR del adulto; influye en el comportamiento de los precursores neuronales. [6]Debido a que el tubo neural da lugar al cerebro y la médula espinal, cualquier mutación en esta etapa del desarrollo puede provocar deformidades fatales como la anencefalia o discapacidades de por vida como la espina bífida . Durante este tiempo, las paredes del tubo neural contienen células madre neurales , que impulsan el crecimiento del cerebro mientras se dividen muchas veces. Poco a poco, algunas de las células dejan de dividirse y se diferencian en neuronas y células gliales , que son los principales componentes celulares del SNC. Las neuronas recién generadas migran a diferentes partes del cerebro en desarrollo para autoorganizarse en diferentes estructuras cerebrales. Una vez que las neuronas han alcanzado sus posiciones regionales, extienden los axonesy dendritas , que les permiten comunicarse con otras neuronas a través de sinapsis . La comunicación sináptica entre neuronas conduce al establecimiento de circuitos neuronales funcionales que median el procesamiento sensorial y motor y subyacen al comportamiento. [8]
Algunos hitos del desarrollo neuronal incluyen el nacimiento y diferenciación de neuronas a partir de precursores de células madre , la migración de neuronas inmaduras desde sus lugares de nacimiento en el embrión a sus posiciones finales, crecimiento de axones y dendritas de neuronas, guía del cono de crecimiento móvil a través del embrión. hacia los socios postsinápticos, la generación de sinapsis entre estos axones y sus socios postsinápticos, y finalmente los cambios de por vida en las sinapsis, que se cree que son la base del aprendizaje y la memoria.