Развитие нервной системы: от эмбриона к мозгу взрослого человека

Развитие нервной системы включает в себя формирование в мозге систем, ответственных за обучение, память, социальные навыки и общее функционирование. Важнейшие процессы нейроразвития, такие как нейрогенез (образование новых нейронов), синаптическое сокращение и нейропластичность, направляют этот путь, на который сильно влияет взаимодействие генетических и экологических факторов.

Важнейшие процессы, которые происходят в период нейроразвития, включают в себя нейрогенез (образование новых нейронов), синаптическое сокращение и нейропластичность. Эти процессы направляют развитие нервной системы, которое в значительной степени зависит от взаимодействия генетических и экологических факторов.

Введение в нейроразвитие

Основное определение нейроразвития относится к развитию систем или сетей мозга, отвечающих за обучение, память, социальные навыки и общее функционирование мозга.

Развитие мозга начинается вскоре после зачатия. На ранних этапах развития происходят важные процессы: клетки дифференцируются, мигрируют, формируются синапсы, происходит миелинизация. Эти процессы продолжаются и после рождения ребёнка. В этот период в определенных областях, например в гиппокампе, происходит сокращение количества синапсов, продолжается нейрогенез.

Процессы дополняется синаптической пластичностью — способностью мозга изменять связи в ответ на получаемый опыт, что позволяет в дальнейшем легче усваивать информацию и запоминать её в течении всей жизни.

Ранние стадии: от эмбриона к плоду

Раннее эмбриональное развитие мозга начинается с формирования нервной пластинки, скопления нервных клеток в дорсальной части эмбриона, которая позже формирует нервную трубку, со временем превращающуюся в головной и спинной мозг.

Эти нервные клетки активно делятся и перемещаются в различные части мозга (передний, средний и задний мозг), которые были сформированы из нервной трубки. В этих частях они будут выполнять свои функции в качестве нейронов или глиальных клеток.

Передний мозг состоит из двух полушарий. Средний мозг играет роль своеобразного моста, связывающего пути к переднему мозгу и от него. Задний мозг включает в себя ствол мозга и мозжечок. Из остальных частей нервной трубки формируются периферические нервы и некоторые эндокринные железы.

Развитие мозга плода

Во втором триместре беременности мозг плода, в особенности мозжечок в его заднем мозге, начинает руководить определёнными движениями. Эти движения включают в себя сжатие мышц грудной клетки и движение диафрагмы. Обычно они называются «тренировочными вдохами» и контролируются стволом мозга.

Этот период является важнейшим этапом в развитии плода. Примерно через 4–5 месяцев после зачатия префронтальная кора плода претерпевает интенсивный всплеск синаптического развития. В это время развивающийся мозг включает в работу специальные структуры, которые позволяют человеку абстрактно мыслить, общаться и выстраивать сложные социальные связи в рамках этой сложной сети связей.

Миелинизация — это ещё один важный процесс в развитии мозга, который отвечает за эффективную передачу сигналов между нейронами. Он начинается в утробе матери в третьем триместре беременности и продолжается после рождения, вплоть до подросткового возраста.

В эти периоды развития мозг плода особенно чувствителен к негативным воздействиям и недостатку важных питательных веществ в рационе матери. Например, фолиевая кислота и омега-3 жирные кислоты играют ключевую роль в правильном формировании мозга ребёнка. Кроме того, было доказано, что ретиноевая кислота, которая является производной витамина А, также необходима для нормального развития мозга. Она регулирует формирование синапсов во втором триместре беременности.

Развитие мозга новорожденных и младенцев

После рождения мозг претерпевает значительные изменения в количестве синапсов. В зрительной коре мозга наибольшее количество синапсов формируется примерно к середине первого года жизни ребёнка, после чего их количество постепенно сокращается. К дошкольному возрасту количество синапсов в зрительной коре достигает уровня взрослого человека. Аналогичные процессы происходят в областях мозга, связанных со слухом и речью.

С другой стороны, префронтальная кора головного мозга, отвечающая за сложные когнитивные функции, демонстрирует иную динамику развития. Пик образования синапсов приходится на возраст около года, однако их уровень, характерный для взрослого человека, достигается только в позднем подростковом возрасте.

Нейропластичность достигает своего максимума в раннем детстве. В этот период мозг наиболее эффективно усваивает опыт, формируя прочные нейронные связи на основе взаимодействия с окружающей средой. Это подчёркивает важность положительного опыта и стимуляции в раннем возрасте для правильного когнитивного, эмоционального и социального развития ребёнка.

Развитие мозга в детском и подростковом

В период между детским и подростковым возрастом у детей формируются связи в мозге благодаря ежедневному опыту и взаимодействию с родителями и теми, кто о них заботятся. Доказано, что дети, которые испытывают больше позитивных взаимодействий в ранние годы, обычно более здоровы и успешны в дальнейшей жизни. Ранние впечатления и опыт оказывают долгосрочное влияние на шансы ребенка на достижения, успех и общее ощущение счастья.

В течение этого времени происходит непрерывное обновление мозга, а также нейрогенез – процесс образования новых нервных клеток. Оба процесса играют ключевую роль в формировании памяти и обучении.

Однако дети особенно подвержены риску нарушений нейроразвития. Эти состояния, как правило, проявляются в раннем детстве и могут сохраняться во взрослом возрасте, оказывая влияние на различные аспекты жизни.

Мозг взрослого человека: постоянное развитие и пластичность

Во взрослом возрасте мозг может восстанавливаться после травм, приспосабливаться к новым ситуациям и приобретать новые способности благодаря синаптической пластичности. Этот непрерывный процесс также зависит от возрастных изменений.

Старение приводит к снижению синаптических связей, уменьшению белого вещества и снижению активности нейротрансмиттеров, что способствует замедлению когнитивных процессов и снижению когнитивных функций.

Несмотря на то что нейрогенез (образование новых нейронов) у взрослых людей возможен, он происходит только в определенных областях мозга, таких как зубчатая извилина гиппокампа. Тем не менее, по поводу этой концепции всё ещё ведутся споры.