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神經系統發育

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神經系統發育係指一隻動物神經系統隨隻動物成長而有嘅變化。

腦發育

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睇埋:神經生成

喺腦嘅發育過程當中,個腦唔係一味單純噉變大,而係會經過一大柞複雜嘅變形:個腦喺發育途中會多次改變形狀,最早期當個人仲係一個胚胎嗰陣,佢個腦只不過係一粒喺神經索(nerve cord;脊椎嘅雛形)最前嗰段仔漲咗少少嘅結構,而神經細胞會由一個包含幹細胞嘅特別部位嗰度生出嚟,穿過啲組織移到去佢哋最終嘅位置。當一粒神經細胞去到佢個指定位置嗰陣,佢嘅軸突會開始伸長、分叉、穿過成個腦、直到佢嘅尾段到達佢嘅目的地,並且形成一個突觸連結網絡。成個神經系統入面,有好多個部分裏面初頭都會形成好多神經細胞同突觸,而呢啲神經細胞同突觸當中冇用嘅最後會消失死亡[1]。除咗呢啲少數例外,一個人喺出咗世之後就唔會再生新嘅神經細胞[2]

脊椎動物嘅神經系統發育喺早期階段都好相似:隨住胚胎由好似波噉嘅一團細胞變成蠕蟲形嘅結構,外胚層(ectoderm)當中喺背脊正中間嘅一條窄帶會分化做一塊神經板(neural plate)-而呢塊嘢就係神經系統嘅前身;神經板會向內凹陷,形成一條神經溝(neural groove),然後神經溝嘅邊綠融合形成神經管(neural tube)-一條充滿液體嘅中空細胞管;喺呢條細胞管最前截會出現三粒漲大嘅物體,呢三嚿嘢遲吓就會變成前腦中腦菱腦,菱腦又會再分裂做後腦末腦(myelencephalon;包括延腦等嘅結構)兩截。以上呢啲區域每一個入面都會有神經細胞同膠質細胞生出嚟,而呢啲新生細胞仲有可能喺區域之間遷移[1]

一旦一粒神經細胞到咗佢嘅目的地,佢就會向周圍伸好多樹突同一條軸突出嚟。因為軸突通常會延伸到去離細胞體好遠嘅地方,而且要去到特定嘅目的地,所以佢生嘅方式零舍複雜:生緊嘅軸突嘅頭段會有一細嚿嘅生長錐,生長椎上面佈滿咗化學受體,呢啲受體會感應周圍嘅環境,令到生長錐受某啲嘢吸引或者排斥-於是條軸突就會沿住一啲特定嘅路線伸到去佢嘅目的地,再形成突觸。引導軸突嘅過程係由上千個基因嚟一齊控制嘅。但係最後形成嘅突觸網絡係點嘅樣淨係局部由基因話事嘅-成長環境都會影響突觸網絡嘅最終形態[1]

一個人腦由一個禮拜大到 10 歲大嘅變化圖[註 1]

生多再剪

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睇埋:突觸修剪

喺個腦嘅好多個部份,啲軸突初頭會「生得多得滯」(overgrow),然後先根據佢哋嘅神經活動嚟「修剪」,睇吓邊啲可以唔要。例如係大人喺由對中腦嗰段神經結構嗰度,有好精確嘅一對一對應-視網膜上面每一忽都會喺中腦層嗰度有一個對應嘅點。噉查實有段故:喺胚胎發育嘅第一個階段,由視網膜伸過嚟嘅每一條軸突都會受化學訊號引到去中腦嗰一頭,跟手每條都會分叉得好犀利,再各自同好多粒中腦神經細胞接觸;但喺個細路出世之前,塊視網膜會有啲特別嘅機制,令到佢係噉由是但一點嗰度產生活動,並且將呢啲活動傳過成塊視網膜,呢啲活動會向中腦傳達訊號,話俾佢知視網絡啲神經細胞係點樣排嘅;跟住落嚟,中腦就會做嘢,將排得唔啱嗰啲突觸弱化消失。呢種過程會令到個中腦同視網膜之間嘅神經細胞有愈嚟愈高嘅對應-最後達致完美[1][3]

喺個腦嘅第啲部份都會發生類似嘅嘢:喺胚胎發育初期,會有一大柞突觸生得好勁,兼且係亂咁生,令到出現咗一大片突觸矩陣,但打後呢片矩陣會由神經活動同其他因素負責「修剪」。喺某啲個案-好似係頭先提到嘅視網膜至中腦連結-入面,呢啲修剪淨係會喺發育緊嘅腦入面產生,而且似乎純粹係為咗引導發育而存在嘅[3]

睇埋

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註釋

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引咗

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  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 Purves, Dale.; Lichtman, Jeff W. Principles of neural development. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. 1985.
  2. Gilbert, Scott F.; College, Swarthmore; Helsinki, the University of (2014). Developmental biology (Tenth ed.). Sunderland, Mass.: Sinauer.
  3. 3.0 3.1 Wong, R. (1999). "Retinal waves and visual system development". Annual Review of Neuroscience. 22: 29–47.