第五、六讲 神经系统的发育.ppt

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1、赵春杰赵春杰赵春杰赵春杰东南大学医学院人体结构与神经科学学系东南大学医学院人体结构与神经科学学系东南大学医学院人体结构与神经科学学系东南大学医学院人体结构与神经科学学系神经系统的发育神经系统的发育概概 述述 1.1.胚前期（胚前期（胚前期（胚前期（pre-embryonic periodpre-embryonic period）: : 受精至第受精至第受精至第受精至第2 2周末周末周末周末 受精、卵裂、胚泡形成、二胚层胚盘的出现受精、卵裂、胚泡形成、二胚层胚盘的出现受精、卵裂、胚泡形成、二胚层胚盘的出现受精、卵裂、胚泡形成、二胚层胚盘的出现 2.2.胚期（胚期（胚期（胚期（embryonic

2、periodembryonic period）：）：）：）：从第从第从第从第3 3周至第周至第周至第周至第8 8周末周末周末周末 三胚层的形成和分化、各主要器官原基的建立；三胚层的形成和分化、各主要器官原基的建立；三胚层的形成和分化、各主要器官原基的建立；三胚层的形成和分化、各主要器官原基的建立； 初具人形。初具人形。初具人形。初具人形。 3. 3.胎期（胎期（胎期（胎期（fetal Periodfetal Period）：）：）：）：从第从第从第从第 9 9周至周至周至周至出生出生出生出生 胎儿逐渐胎儿逐渐胎儿逐渐胎儿逐渐长大，各器官、长大，各器官、长大，各器官、长大，各器官、系统进一步发育

3、，功能建立。系统进一步发育，功能建立。系统进一步发育，功能建立。系统进一步发育，功能建立。 人类个体发生至胎儿成熟的三个时期人类个体发生至胎儿成熟的三个时期卵裂及胚泡的形成卵裂及胚泡的形成 二细胞期二细胞期二细胞期二细胞期 四细胞期四细胞期四细胞期四细胞期 八细胞期八细胞期八细胞期八细胞期桑椹胚桑椹胚桑椹胚桑椹胚早期胚泡早期胚泡早期胚泡早期胚泡 晚期胚泡晚期胚泡晚期胚泡晚期胚泡 在输卵管中进行在输卵管中进行植入和二胚层胚盘的形成植入和二胚层胚盘的形成细胞滋养层细胞滋养层细胞滋养层细胞滋养层内细胞群内细胞群内细胞群内细胞群极端滋养层极端滋养层极端滋养层极端滋养层子宫内膜子宫内膜子宫内膜子宫内膜内

4、胚层内胚层内胚层内胚层外胚层外胚层外胚层外胚层羊膜腔羊膜腔羊膜腔羊膜腔合体滋养层合体滋养层合体滋养层合体滋养层第第第第7 7 7 7天时植入天时植入天时植入天时植入第第第第8 8 8 8天二胚层分化天二胚层分化天二胚层分化天二胚层分化第十四天人胚发育第十四天人胚发育内胚层内胚层外胚层外胚层卵黄囊卵黄囊胚外体腔胚外体腔胚外体腔胚外体腔胚外中胚层胚外中胚层胚外中胚层胚外中胚层三胚层胚盘的形成三胚层胚盘的形成161616天胚盘天胚盘天胚盘天胚盘天胚盘天胚盘212121天胚盘天胚盘天胚盘天胚盘天胚盘天胚盘脊索脊索脊索脊索原凹原凹原凹原凹原沟原沟原沟原沟口咽膜口咽膜口咽膜口咽膜神经板神经板神经板神经板泄

5、殖腔膜泄殖腔膜泄殖腔膜泄殖腔膜神经肠管神经肠管神经肠管神经肠管外胚层外胚层外胚层外胚层胚内中胚层胚内中胚层胚内中胚层胚内中胚层内胚层内胚层内胚层内胚层口咽膜口咽膜口咽膜口咽膜 泄殖腔膜泄殖腔膜泄殖腔膜泄殖腔膜 胚层分化和中轴器官的形成胚层分化和中轴器官的形成中胚层中胚层中胚层中胚层：骨骼骨骼骨骼骨骼, , , ,肌肉肌肉肌肉肌肉, , , ,心血管和心血管和心血管和心血管和结缔组织等。结缔组织等。结缔组织等。结缔组织等。外胚层外胚层外胚层外胚层：表皮、表皮、表皮、表皮、神经组织神经组织神经组织神经组织、眼眼眼眼晶状体等。晶状体等。晶状体等。晶状体等。内胚层内胚层内胚层内胚层：肺及消化器官等。肺

6、及消化器官等。肺及消化器官等。肺及消化器官等。神经系统发育的两个基本问题神经系统发育的两个基本问题细胞命运的决定，即细胞命运的决定，即细胞命运的决定，即细胞命运的决定，即外胚层中哪些细胞将来发育成神经元外胚层中哪些细胞将来发育成神经元外胚层中哪些细胞将来发育成神经元外胚层中哪些细胞将来发育成神经元？神神神神经经经经元元元元类类类类型型型型的的的的决决决决定定定定，即即即即获获获获得得得得发发发发育育育育成成成成为为为为神神神神经经经经元元元元潜潜潜潜能能能能的的的的细细细细胞胞胞胞如如如如何何何何分分分分化化化化成特定的神经元、组成神经系统的特定区域和结构？成特定的神经元、组成神经系统的特定区

7、域和结构？成特定的神经元、组成神经系统的特定区域和结构？成特定的神经元、组成神经系统的特定区域和结构？有有有有人人人人认认认认为为为为这这这这是是是是两两两两个个个个前前前前后后后后不不不不同同同同的的的的过过过过程程程程，也也也也有有有有人人人人认认认认为为为为这这这这两两两两个个个个过过过过程程程程是是是是交交交交织织织织在在在在一一一一起起起起的的的的，前前前前一一一一个个个个过过过过程程程程是是是是神神神神经经经经发发发发生生生生，后后后后一一一一个个个个过过过过程程程程是是是是神神神神经经经经分分分分化化化化和和和和模式（模式（模式（模式（patterningpatterningpa

8、tterningpatterning）建立。）建立。）建立。）建立。1.1.神经诱导神经诱导神经诱导神经诱导(neural induction)(neural induction)阶段：阶段：阶段：阶段：为初级神经胚形成为初级神经胚形成为初级神经胚形成为初级神经胚形成（primary neurulation)primary neurulation)阶段：阶段：阶段：阶段：（1 1）神经板神经板神经板神经板(neural plate)(neural plate)、神经沟的形成、神经沟的形成、神经沟的形成、神经沟的形成 （2 2）神经管）神经管）神经管）神经管(neural tube)(neura

9、l tube)和神经嵴和神经嵴和神经嵴和神经嵴(neural crest) (neural crest) 的形成的形成的形成的形成2. 2. 神经发生阶段神经发生阶段神经发生阶段神经发生阶段(neurogenesis)(neurogenesis)：又称次级神经胚形成又称次级神经胚形成又称次级神经胚形成又称次级神经胚形成（secondary neurulation)secondary neurulation)阶段，包括：阶段，包括：阶段，包括：阶段，包括：（1 1）神经管和神经嵴的分化神经管和神经嵴的分化神经管和神经嵴的分化神经管和神经嵴的分化 （2 2）脊髓的发生）脊髓的发生）脊髓的发生）脊髓

10、的发生 （3 3）脑的发生）脑的发生）脑的发生）脑的发生外胚层外胚层外胚层外胚层胚内中胚层胚内中胚层胚内中胚层胚内中胚层内胚层内胚层内胚层内胚层早期的神经胚发生顺序为：早期的神经胚发生顺序为：早期的神经胚发生顺序为：早期的神经胚发生顺序为：神经管和神经嵴的发生神经管和神经嵴的发生神经板神经板神经板神经板神经褶神经褶神经褶神经褶神经沟神经沟神经沟神经沟神经管神经管神经管神经管神经嵴神经嵴神经嵴神经嵴上胚层上胚层上胚层上胚层神经外胚层神经外胚层神经外胚层神经外胚层神经板神经板神经板神经板神经沟和神经嵴神经沟和神经嵴神经沟和神经嵴神经沟和神经嵴神经嵴和神经管神经嵴和神经管神经嵴和神经管神经嵴和神经管

11、神神神神经经经经板板板板：神神神神经经经经板板板板在在在在脊脊脊脊索索索索（中中中中胚胚胚胚层层层层）上上上上方方方方形形形形成成成成，自自自自口口口口咽咽咽咽膜膜膜膜延延延延伸伸伸伸至至至至原原原原结结结结。这这这这些些些些细细细细胞胞胞胞称称称称为为为为神神神神经经经经外外外外胚胚胚胚层层层层。起起起起始始始始的的的的形形形形成成成成部部部部位位位位有有有有两两两两个个个个，沿沿沿沿着着着着头头头头尾尾尾尾轴轴轴轴排排排排列列列列: : 颅颅颅颅侧侧侧侧较较较较宽宽宽宽的的的的神神神神经经经经板板板板区区区区域域域域（脑脑脑脑板板板板）和和和和尾尾尾尾侧侧侧侧较较较较窄窄窄窄的的的的区区区

12、区域域域域( (脊髓板脊髓板脊髓板脊髓板) )。神神神神经经经经沟沟沟沟：在在在在18-1918-19天天天天形形形形成成成成，来来来来自自自自背背背背部部部部中中中中胚胚胚胚层层层层的的的的信信信信号号号号诱诱诱诱导导导导预预预预置置置置神神神神经经经经板板板板边边边边缘缘缘缘的的的的细细细细胞胞胞胞的的的的背背背背侧侧侧侧收收收收缩缩缩缩，而而而而预预预预置置置置的的的的表表表表皮皮皮皮细细细细胞胞胞胞向向向向中中中中线线线线移移移移动动动动，使使使使表表表表皮皮皮皮与与与与神神神神经经经经板板板板交交交交接接接接处处处处凸凸凸凸起起起起形形形形成成成成神神神神经经经经褶褶褶褶，神神神神经

13、经经经褶褶褶褶逐逐逐逐渐渐渐渐向向向向腹腹腹腹侧侧侧侧下下下下陷陷陷陷直至第直至第直至第直至第4 4周才开始在第周才开始在第周才开始在第周才开始在第4 4体节水平发生融合。体节水平发生融合。体节水平发生融合。体节水平发生融合。神神神神经经经经管管管管：在在在在相相相相当当当当于于于于枕枕枕枕部部部部体体体体节节节节（第第第第4 4体体体体节节节节）的的的的平平平平面面面面上上上上首首首首先先先先愈愈愈愈合合合合成成成成管管管管，愈愈愈愈合合合合过过过过程程程程向向向向头头头头、尾尾尾尾两两两两端端端端进进进进展展展展，最最最最后后后后在在在在头头头头尾尾尾尾两两两两端端端端各各各各有有有有一一

14、一一开开开开口口口口，分分分分别别别别 称称称称 前前前前 神神神神 经经经经 孔孔孔孔 （ anterior anterior neuroporeneuropore） 和和和和 后后后后 神神神神 经经经经 孔孔孔孔（posterior posterior neuroporeneuropore）。胚胚胚胚胎胎胎胎第第第第2525天天天天左左左左右右右右，前前前前神神神神经经经经孔孔孔孔闭合，第闭合，第闭合，第闭合，第2727天左右，后神经孔闭合，完整的神经管形成。天左右，后神经孔闭合，完整的神经管形成。天左右，后神经孔闭合，完整的神经管形成。天左右，后神经孔闭合，完整的神经管形成。背方中胚层

15、与外胚层：背方中胚层与外胚层：外胚层的三类细胞：外胚层的三类细胞： 神经上皮细胞：神经上皮细胞：神经管脑泡和脊髓神经管脑泡和脊髓 表皮细胞：表皮细胞：表皮等表皮等 神经嵴细胞：神经嵴细胞：脊神经节和自主神经系统脊神经节和自主神经系统神经管和神经嵴的发生神经管和神经嵴的发生Spemann organizerSpemann organizer（中胚层）（中胚层）NieuwkoopNieuwkoop中心（内胚层）中心（内胚层）诱导外胚层分化形成神经系统诱导外胚层分化形成神经系统经典胚胎学神经诱导经典胚胎学神经诱导外胚层外胚层外胚层外胚层胚内中胚层胚内中胚层胚内中胚层胚内中胚层内胚层内胚层内胚层内胚层

16、神经发生的前提：神经发生的前提： 背方化和背腹极性形成，背方化和背腹极性形成，D/V、 A/P轴的决定轴的决定神经发生的前提：神经发生的前提： 背方化和背腹极性形成，背方化和背腹极性形成，D/V、 A/P轴的决定轴的决定初级胚胎诱导实验初级胚胎诱导实验初级胚胎诱导实验初级胚胎诱导实验背唇可以诱导两栖类动物胚胎形成第二条神经轴：Hans Spemann 和 Hilde Mangold的组织块移植实验。将供体原肠胚早期的背唇移植到宿主胚胎的腹侧以后，宿主会在应该形成腹部表皮的位置，产生包括神经板在内的第二个体轴。爪蟾中胚层诱导模式爪蟾中胚层诱导模式1.1.正常胚胎的形成开始时依赖于卵的背正常胚胎的

17、形成开始时依赖于卵的背侧区以及它的组织能力侧区以及它的组织能力 2. 2. 某些组织需要来自临近组织的刺激才某些组织需要来自临近组织的刺激才能分化能分化3.3.组织者（组织者（organizerorganizer）：背部中胚层）：背部中胚层神经诱导的分子模型神经诱导的分子模型背背唇唇中中胚胚层层细细胞胞分分泌泌的的Noggin、 Chordin和和Follistatin能能阻阻止止外外胚胚层层中中的的BMP家家族族蛋蛋白白与与其其受受体体结结合合，从从而而抑抑制制BMP诱诱导导表表皮皮的的产产生生，使使背背侧侧外外胚胚层层朝朝预预置置的的神神经经命命运运发发育形成神经板。育形成神经板。由由Ni

18、euwkoop中心诱导形成，中心诱导形成，为背部中胚层为背部中胚层，具有不均一性。具有不均一性。功能：功能：1. 具有形成背方中胚层的功能，脊索前板、脊索具有形成背方中胚层的功能，脊索前板、脊索2. 使周围中胚层背方化，成为侧翼中胚层使周围中胚层背方化，成为侧翼中胚层3. 使背方外胚层神经化使背方外胚层神经化4. 启动原肠形成的细胞迁移启动原肠形成的细胞迁移5. 神经板的基本定型和使神经板成为神经管神经板的基本定型和使神经板成为神经管Spemann Organizer（Hensen结）结）侧翼中胚层侧翼中胚层脊索脊索咽内胚层：诱导最前端的头部结构咽内胚层：诱导最前端的头部结构头部中胚层：诱导前

19、脑和中脑头部中胚层：诱导前脑和中脑脊索前板：诱导前脑的腹部结构脊索前板：诱导前脑的腹部结构脊索：后脑以及躯干脊髓脊索：后脑以及躯干脊髓为时间和空间上已分化的细胞群体为时间和空间上已分化的细胞群体组织者的不均一性组织者的不均一性分泌蛋白：分泌蛋白： Noggin：直接的神经诱导物，能完成直接的神经诱导物，能完成organizerorganizer的两种主要功能，即从的两种主要功能，即从预定预定 外胚层诱导神经组织，使中胚层背方化，阻断外胚层诱导神经组织，使中胚层背方化，阻断BMP4BMP4信号信号 chordin：诱导神经形成，使胚胎背方化。诱导神经形成，使胚胎背方化。 阻断阻断BMP4BMP4

20、信号信号 follistatin：结合结合activin，解除，解除activin对神经化的抑制作对神经化的抑制作 用；抑制用；抑制BMP4，从，从 而阻止中胚层腹方化而阻止中胚层腹方化 cerberus：表达于头部组织者的前端内胚层，诱导表达于头部组织者的前端内胚层，诱导CNS的最前端结构的最前端结构 Shh：organizer的晚期信号分子，后有脊索和脊索前板产生，使新形成的晚期信号分子，后有脊索和脊索前板产生，使新形成的的 神经管定型。诱导神经管底板形成神经管定型。诱导神经管底板形成 Xnr3：结合结合BMP或者或者BMP受体，阻断受体，阻断BMP信号信号 Frzb：wnt拮抗物，诱导前

21、端神经系统发育拮抗物，诱导前端神经系统发育Genes expressed in organizer神经管的基本定型神经管的基本定型Shh的调控：的调控：BMP的调控的调控诱导的时间节点诱导的时间节点神经管形成模式图：上图胚盘的背侧面观，下图为横切面观。神经管形成模式图：上图胚盘的背侧面观，下图为横切面观。神经管形成模式图：上图胚盘的背侧面观，下图为横切面观。神经管形成模式图：上图胚盘的背侧面观，下图为横切面观。a.a.a.a.第第第第18181818天天天天 b.b.b.b.第第第第20202020天天天天 c.c.c.c.第第第第22222222天（天（天（天（7 7 7 7个体节）个体节）

22、个体节）个体节） d.d.d.d.第第第第24242424天（天（天（天（10101010个体节）个体节）个体节）个体节） ncrncrncrncr：神经嵴：神经嵴：神经嵴：神经嵴 np:np:np:np: 神经板神经板神经板神经板 ecececec：神经外胚层：神经外胚层：神经外胚层：神经外胚层扫扫扫扫描描描描电电电电镜镜镜镜图图图图示示示示神神神神经经经经管管管管发发发发生生生生过过过过程程程程。箭箭箭箭头头头头所所所所示示示示为为为为神神神神经经经经管管管管闭闭闭闭合合合合起起起起始处。始处。始处。始处。前神经孔前神经孔前神经孔前神经孔后神经孔后神经孔后神经孔后神经孔神神神神经经经经系系

23、系系统统统统发发发发育育育育的的的的第第第第二二二二步步步步是是是是神神神神经经经经管管管管的的的的继继继继续续续续分分分分化化化化，神神神神经经经经管管管管的的的的分化开始于约孕分化开始于约孕分化开始于约孕分化开始于约孕2626天。天。天。天。 在在在在解解解解剖剖剖剖水水水水平平平平上上上上，它它它它的的的的内内内内腔腔腔腔各各各各部部部部位位位位或或或或膨膨膨膨胀胀胀胀、或或或或压压压压缩缩缩缩，最最最最终终终终形形形形成成成成大大大大脑脑脑脑（brainbrain）、脊脊脊脊髓髓髓髓（spinal spinal cordcord）和和和和各各各各个个个个腔室。腔室。腔室。腔室。 在在在

24、在组组组组织织织织水水水水平平平平上上上上，神神神神经经经经管管管管管管管管壁壁壁壁的的的的细细细细胞胞胞胞经经经经过过过过不不不不断断断断的的的的增增增增殖殖殖殖、迁移发育成大脑和脊髓各个不同的部位的组织迁移发育成大脑和脊髓各个不同的部位的组织迁移发育成大脑和脊髓各个不同的部位的组织迁移发育成大脑和脊髓各个不同的部位的组织在在在在细细细细胞胞胞胞水水水水平平平平上上上上，神神神神经经经经上上上上皮皮皮皮细细细细胞胞胞胞自自自自身身身身分分分分化化化化成成成成种种种种类类类类繁繁繁繁多多多多的的的的神神神神经细胞和神经胶质细胞。经细胞和神经胶质细胞。经细胞和神经胶质细胞。经细胞和神经胶质细胞。

25、在在在在这这这这段段段段发发发发育育育育过过过过程程程程中中中中，细细细细胞胞胞胞的的的的增增增增殖殖殖殖非非非非常常常常快快快快，神神神神经经经经管管管管的的的的形形形形状状状状发生了急剧的变化。发生了急剧的变化。发生了急剧的变化。发生了急剧的变化。脑和脊髓的发育脑和脊髓的发育(A)(A)(A)(A)神经板期神经板期神经板期神经板期(B)(B)(B)(B)神经褶期神经褶期神经褶期神经褶期 (C) (C) (C) (C) 神经管期神经管期神经管期神经管期背背背背腹腹腹腹轴轴轴轴：在在在在背背背背腹腹腹腹轴轴轴轴上上上上，不不不不同同同同的的的的区区区区域域域域有有有有不不不不同的神经细胞种类。

26、背侧在上，腹侧在下。同的神经细胞种类。背侧在上，腹侧在下。同的神经细胞种类。背侧在上，腹侧在下。同的神经细胞种类。背侧在上，腹侧在下。前前前前后后后后（头头头头尾尾尾尾）轴轴轴轴：将将将将神神神神经经经经系系系系统统统统分分分分成成成成前前前前脑脑脑脑、中中中中脑脑脑脑、后后后后脑脑脑脑和和和和脊脊脊脊髓髓髓髓，还还还还将将将将这这这这些些些些区区区区域域域域细细细细分分分分为为为为更加特殊的神经结构。更加特殊的神经结构。更加特殊的神经结构。更加特殊的神经结构。在在在在有有有有些些些些部部部部位位位位，还还还还有有有有左左左左右右右右轴轴轴轴，即即即即左左左左右右右右两两两两侧侧侧侧分布不同的

27、神经细胞。分布不同的神经细胞。分布不同的神经细胞。分布不同的神经细胞。外外外外周周周周神神神神经经经经系系系系统统统统来来来来源源源源于于于于与与与与神神神神经经经经板板板板相相相相邻邻邻邻的的的的神神神神经经经经嵴嵴嵴嵴，后后后后者者者者从从从从发发发发源源源源地地地地迁迁迁迁移移移移到到到到胚胚胚胚胎胎胎胎多多多多个个个个部部部部位位位位，形形形形成成成成包包包包括括括括外外外外周周周周神神神神经经经经系系系系统统统统在在在在内内内内的的的的多多多多种种种种组组组组织织织织，即脊髓平面的神经系统及其周围组织。即脊髓平面的神经系统及其周围组织。即脊髓平面的神经系统及其周围组织。即脊髓平面的神

28、经系统及其周围组织。神经管的主要轴线神经管的主要轴线脑的形态发生脑的形态发生1 1 1 1脑泡的形成和演变脑泡的形成和演变脑泡的形成和演变脑泡的形成和演变三个原始脑泡是脑的原基三个原始脑泡是脑的原基三个原始脑泡是脑的原基三个原始脑泡是脑的原基 2. 2. 脑室的发育脑室的发育脑室系统和脊髓的中央管都是由神经管腔发育形成的，二者脑室系统和脊髓的中央管都是由神经管腔发育形成的，二者脑室系统和脊髓的中央管都是由神经管腔发育形成的，二者脑室系统和脊髓的中央管都是由神经管腔发育形成的，二者内容纳脑脊液，在出生后仍保持相通。内容纳脑脊液，在出生后仍保持相通。内容纳脑脊液，在出生后仍保持相通。内容纳脑脊液，

29、在出生后仍保持相通。神经管内最初充满羊膜液，神经孔闭合后与羊膜腔分开。神经管内最初充满羊膜液，神经孔闭合后与羊膜腔分开。神经管内最初充满羊膜液，神经孔闭合后与羊膜腔分开。神经管内最初充满羊膜液，神经孔闭合后与羊膜腔分开。 脑室壁的不同部位（侧脑室底、第三、四脑室顶）分化形成脉络丛，脑室壁的不同部位（侧脑室底、第三、四脑室顶）分化形成脉络丛，脑室壁的不同部位（侧脑室底、第三、四脑室顶）分化形成脉络丛，脑室壁的不同部位（侧脑室底、第三、四脑室顶）分化形成脉络丛，后者产生脑脊液。后者产生脑脊液。后者产生脑脊液。后者产生脑脊液。脑沟和脑回的发育脑沟和脑回的发育大大大大脑脑脑脑半半半半球球球球在在在在颅

30、颅颅颅内内内内发发发发育育育育时时时时，其其其其表表表表面面面面积积积积的的的的增增增增加加加加较较较较颅颅颅颅骨骨骨骨的的的的生生生生长长长长快快快快，而而而而且且且且大大大大脑脑脑脑半半半半球球球球内内内内各各各各部部部部发发发发育育育育速速速速度度度度不不不不均均均均，发发发发育育育育慢慢慢慢的的的的陷陷陷陷入入入入，发发发发育育育育快快快快的的的的部部部部分分分分则则则则隆隆隆隆起起起起，因因因因而而而而形形形形成成成成起起起起伏伏伏伏不不不不平平平平的的的的外外外外表表表表，凹凹凹凹陷陷陷陷处处处处成成成成大大大大脑脑脑脑沟沟沟沟（cerebral cerebral sulcisul

31、ci），沟沟沟沟之之之之间间间间形形形形成成成成长长长长短短短短大大大大小小小小不不不不一一一一 的的的的 隆隆隆隆 起起起起 ， 为为为为 大大大大 脑脑脑脑 回回回回（cerebral gyricerebral gyri）。）。）。）。胚胎和胎儿期脑的发育。胚胎和胎儿期脑的发育。胚胎和胎儿期脑的发育。胚胎和胎儿期脑的发育。灰色：前脑；灰色：前脑；灰色：前脑；灰色：前脑；浅蓝：中脑；浅蓝：中脑；浅蓝：中脑；浅蓝：中脑；蓝色：后脑蓝色：后脑蓝色：后脑蓝色：后脑神经诱导神经诱导神经诱导神经诱导：神经诱导因子、：神经诱导因子、：神经诱导因子、：神经诱导因子、脊索中胚层脊索中胚层脊索中胚层脊索中胚层

32、神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经系统的神经系统的神经系统的神经系统的区域化区域化区域化区域化神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定/ /分化分化分化分化神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经投射的完成神经投射的完成神经投射的完成神经投射的完成细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡 已建立联

33、系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。神经系统发生的基本过程神经系统发生的基本过程模式形成模式形成大脑皮质的组织发生大脑皮质的组织发生大脑半球于胚胎第大脑半球于胚胎第大脑半球于胚胎第大脑半球于胚胎第5 5周时发生，大脑（周时发生，大脑（周时发生，大脑（周时发生，大脑（cerebrumcerebrum）组织有两个特征：）组织有两个特征：）组织有两个特征：）组织有两个特征：垂直方向上分层。垂直方向上分层。垂直方向上分层。垂直方向上分层。水平方向上分区。大脑皮质由端脑套层的成神水平方向上分区。大脑皮质由端脑套层的成神水

34、平方向上分区。大脑皮质由端脑套层的成神水平方向上分区。大脑皮质由端脑套层的成神经细胞迁移和分化而成。经细胞迁移和分化而成。经细胞迁移和分化而成。经细胞迁移和分化而成。原皮质（原皮质（原皮质（原皮质（archicortexarchicortex）：）：）：）：海马和齿状回，最早出现，分层不明显海马和齿状回，最早出现，分层不明显海马和齿状回，最早出现，分层不明显海马和齿状回，最早出现，分层不明显旧皮质（旧皮质（旧皮质（旧皮质（paleocortexpaleocortex）：胚胎第：胚胎第：胚胎第：胚胎第7 7周时，在纹状体外侧，又称梨状皮周时，在纹状体外侧，又称梨状皮周时，在纹状体外侧，又称梨状皮

35、周时，在纹状体外侧，又称梨状皮质（质（质（质（pyriform cortexpyriform cortex）新皮质（新皮质（新皮质（新皮质（neocortexneocortex）：出现最晚、面积最大，神经细胞呈层状排列。：出现最晚、面积最大，神经细胞呈层状排列。：出现最晚、面积最大，神经细胞呈层状排列。：出现最晚、面积最大，神经细胞呈层状排列。基因的特异性表达：信号中心调控基因的特异性表达：信号中心调控哺乳动物大脑新皮层功能区域的形成哺乳动物大脑新皮层功能区域的形成 Genes Involved in Cortical Patterning哺乳动物大脑新皮层功能区域的形成哺乳动物大脑新皮层功能

36、区域的形成 （A A A A）在在在在正正正正常常常常发发发发育育育育过过过过程程程程中中中中，胚胚胚胚胎胎胎胎前前前前脑脑脑脑背背背背部部部部中中中中线线线线和和和和头头头头端端端端的的的的成成成成型型型型中中中中心心心心分分分分泌泌泌泌BMPBMPBMPBMP、WntWntWntWnt和和和和FGF8FGF8FGF8FGF8等等等等因因因因子子子子，使使使使这这这这些些些些蛋蛋蛋蛋白白白白分分分分别别别别沿沿沿沿背背背背腹腹腹腹轴轴轴轴和和和和前前前前后后后后轴轴轴轴形形形形成成成成浓浓浓浓度度度度梯梯梯梯度度度度，进进进进而而而而影影影影响响响响多多多多种种种种转转转转录录录录因子在神经

37、前期细胞中的表达量，最终把大脑新皮层分化成不同的功能区域。因子在神经前期细胞中的表达量，最终把大脑新皮层分化成不同的功能区域。因子在神经前期细胞中的表达量，最终把大脑新皮层分化成不同的功能区域。因子在神经前期细胞中的表达量，最终把大脑新皮层分化成不同的功能区域。（B B B B）受受受受在在在在胚胚胚胚胎胎胎胎前前前前脑脑脑脑后后后后端端端端异异异异位位位位表表表表达达达达的的的的FGF8FGF8FGF8FGF8影影影影响响响响，大大大大脑脑脑脑新新新新皮皮皮皮层层层层能能能能在在在在后后后后端端端端形形形形成成成成第第第第二二二二个个个个运运运运动和躯体感觉皮层。动和躯体感觉皮层。动和躯体感

38、觉皮层。动和躯体感觉皮层。 神经环路的建立和完善受到精密的时空调控 神经环路的发育神经环路的发育神经环路的发育神经环路的发育神经环路的发育神经环路的发育神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经系统的区域化神经系统的区域化神经系统的区域化神经系统的区域化神经上皮细胞神经上皮细胞神经上皮细胞神经上皮细胞增殖增殖增殖增殖神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定/ /分化分化分化分化神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经投射的完成神经投射的完成神经投

39、射的完成神经投射的完成细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡 已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。神经系统发生的基本过程神经系统发生的基本过程假复层假复层 神经上皮的形成神经上皮的形成组成神经管的单层细胞被称为神经上皮细胞（neuroepithelium） Eve-Ellen Govek,

40、 et al. 2010apicalSauer, 1936basalG1期 - apical to basal 迁移S 期 - basal 面 （DNA合成）G2期 - basal to apical 迁移M期 - apical面 （有丝分裂） 神经上皮的特征：神经上皮的特征： 假复层以及细胞核动态迁移假复层以及细胞核动态迁移Interkinetic Nuclear Migration(INM)INM的生物学意义的生物学意义随着进化的进行，高等脊椎动物为了能够接收并且处理数量越来越庞大量的信息，其中枢神经系统的结构也随之趋于复杂，因此单层柱状上皮的增殖能力已经不能满足中枢神经系统发育的需求，I

41、NM的出现能够最高效地利用神经上皮，在有限的空间和时间内最大化假复层神经上皮的细胞产出从而保证中枢神经系统组织形态的正常形成.神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经系统的区域化神经系统的区域化神经系统的区域化神经系统的区域化神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经细胞的神经细胞的神经细胞的神经细胞的命运决定命运决定命运决定命运决定/ /分化分化分化分化神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经投射的完成神经投射的完成神经投射的完成神经投射的完成细胞

42、群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡 已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。神经系统发生的基本过程神经系统发生的基本过程NotchNotchNotchNotch介导的信号传导通路细胞之间可以通过对话介导的信号传导通路细胞之间可以通过对话介导的信号传导通路细胞之间可以通过对话介导的信号传导通路细

43、胞之间可以通过对话来选择不同的命运来选择不同的命运来选择不同的命运来选择不同的命运（A）一个形成中的神经前体细胞（深绿色）能阻止邻近的神经外胚层细胞（浅绿色）也选择这一命运，使后者变成表皮细胞（白色）（B）形成中的神经前体细胞通过Delta来激活邻近的细胞中的Notch信号传导通路，从而抑制AS-C和Delta等基因的表达，使邻近的细胞不能成为神经前体细胞（C）Notch活性的改变能影响果蝇神经前体细胞的数量不对称细胞分裂可以造成细胞的多样性不对称细胞分裂可以造成细胞的多样性NumbNumbNumbNumb蛋蛋蛋蛋白白白白的的的的不不不不对对对对称称称称分分分分布布布布可可可可以以以以使使使使

44、两两两两个个个个子子子子细细细细胞胞胞胞选选选选择择择择不不不不同同同同命命命命运运运运。集集集集中中中中在在在在细细细细胞胞胞胞一一一一侧侧侧侧的的的的NumbNumbNumbNumb蛋蛋蛋蛋白白白白（绿绿绿绿色色色色）是是是是否否否否只只只只分分分分配配配配给给给给一一一一个个个个子子子子细细细细胞胞胞胞，还还还还取取取取决决决决于于于于纺纺纺纺锤锤锤锤体体体体（粉粉粉粉红红红红色色色色）的的的的位位位位置置置置，即即即即细胞分裂的平面（橙色）细胞分裂的平面（橙色）细胞分裂的平面（橙色）细胞分裂的平面（橙色）室管膜层区细胞的分裂方式与子细胞命运的关系室管膜层区细胞的分裂方式与子细胞命运的关

45、系室管膜层区细胞的分裂方式与子细胞命运的关系室管膜层区细胞的分裂方式与子细胞命运的关系垂垂垂垂直直直直分分分分裂裂裂裂方方方方式式式式：分分分分裂裂裂裂面面面面与与与与表表表表皮皮皮皮细细细细胞胞胞胞长长长长轴轴轴轴平平平平行行行行，产产产产生生生生2 2 2 2个个个个有有有有继继继继续续续续分分分分裂能力的子细胞。裂能力的子细胞。裂能力的子细胞。裂能力的子细胞。水水水水平平平平分分分分裂裂裂裂方方方方式式式式：分分分分裂裂裂裂面面面面与与与与表表表表皮皮皮皮长长长长轴轴轴轴垂垂垂垂直直直直，只只只只产产产产生生生生一一一一个个个个有有有有继继继继续续续续分分分分裂裂裂裂能力的子细胞。能力的

46、子细胞。能力的子细胞。能力的子细胞。 原因：原因：原因：原因：Notch-1Notch-1Notch-1Notch-1和和和和numbnumbnumbnumb蛋白的不均匀分布。蛋白的不均匀分布。蛋白的不均匀分布。蛋白的不均匀分布。神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经系统的区域化神经系统的区域化神经系统的区域化神经系统的区域化神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定/ /分化分化分化分化神经细胞的神

47、经细胞的神经细胞的神经细胞的迁移迁移迁移迁移神经投射的完成神经投射的完成神经投射的完成神经投射的完成细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡 已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。神经系统发生的基本过程神经系统发生的基本过程神经元迁移神经元迁移在大脑皮质中，较早分化的较大神经元先迁移并形成最内

48、层，依次顺序向外；而较晚分化的较小神经元则通过已形成的层次迁移并形成其外侧新的层次；故不论皮质的什么区域，其最内层总是最早分化，而最外层则最后分化， inside-out模式。Life Is A Journey:Neuronal Migration神经元出生的时间决定了其命运神经元出生的时间决定了其命运Neuron Migration组织培养中的神经元细胞迁移组织培养中的神经元细胞迁移A:神经细胞迁移过程中,有领先突起。领先突起有分枝,动态竞争,其中一枝成为主干,带领细胞体的移动,其后,又不断重复分枝竞争，决定细胞移动方向。B:迁移的神经细胞也可以原来领先突起的生长锥消失，在细胞体完全相反的一

49、边长处出新的突起，导致细胞180转向。迁移的神经细胞迁移的神经细胞AB鼠脑室管膜下区（鼠脑室管膜下区（鼠脑室管膜下区（鼠脑室管膜下区（SVZSVZSVZSVZ）细胞：）细胞：）细胞：）细胞：绿色：绿色：绿色：绿色：肌动蛋白丝肌动蛋白丝肌动蛋白丝肌动蛋白丝红色：红色：红色：红色：微管微管微管微管迁移的神经细胞迁移的神经细胞WTreeler迁移障碍畸形迁移障碍畸形巨脑回巨脑回无脑回无脑回Nature , 2010神经胶质细胞的发生神经胶质细胞的发生神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经诱导：神经诱导因子、脊索中胚层神经系统的区域化

50、神经系统的区域化神经系统的区域化神经系统的区域化神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经上皮细胞增殖神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定神经细胞的命运决定/ /分化分化分化分化神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经细胞的迁移神经投射神经投射神经投射神经投射的完成的完成的完成的完成细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞群体间特殊联系的建立，如突触以及神经环路的形成和修饰细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡 已建立联系的神经组织的功

51、能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。已建立联系的神经组织的功能发育。神经系统发生的基本过程神经系统发生的基本过程当当当当神神神神经经经经元元元元迁迁迁迁移移移移到到到到最最最最终终终终的的的的位位位位置置置置后后后后，必必必必须须须须发发发发出出出出树树树树突突突突和和和和轴轴轴轴突突突突与与与与其其其其他他他他神神神神经经经经元元元元发发发发生生生生联联联联系系系系，以以以以便便便便接接接接受受受受和和和和传传传传出出出出信信信信息息息息。通通通通常常常常神神神神经经经经元元元元的的的的突突突突起起起起必必必必须须须须经经经经过过过过较较较较长长长长的的的

52、的生生生生长长长长才才才才能能能能到到到到达达达达靶靶靶靶区区区区。在在在在神神神神经经经经系系系系统统统统的的的的发发发发育育育育过过过过程程程程中中中中, , , ,轴轴轴轴突突突突的的的的生生生生长长长长具具具具有有有有严严严严格格格格的的的的方方方方向向向向性性性性，即即即即轴轴轴轴突突突突沿沿沿沿特特特特定定定定的的的的路路路路线线线线生生生生长长长长、延延延延长长长长, , , ,并并并并伸伸伸伸向向向向与与与与它它它它建建建建立立立立突突突突触触触触联联联联系系系系的的的的靶靶靶靶细胞或神经元的胞体、树突或轴突。细胞或神经元的胞体、树突或轴突。细胞或神经元的胞体、树突或轴突。细胞

53、或神经元的胞体、树突或轴突。轴突的生长轴突的生长Growing Cone生长中的轴突的顶端膨大称为生长中的轴突的顶端膨大称为生长中的轴突的顶端膨大称为生长中的轴突的顶端膨大称为生长锥（生长锥（生长锥（生长锥（growth conegrowth conegrowth conegrowth cone），），），），能前能前能前能前伸、回缩和转向，是引导轴突生长、延伸的一种感觉运动结构，伸、回缩和转向，是引导轴突生长、延伸的一种感觉运动结构，伸、回缩和转向，是引导轴突生长、延伸的一种感觉运动结构，伸、回缩和转向，是引导轴突生长、延伸的一种感觉运动结构，与通向靶区的路径寻找、靶细胞的识别和突触的形成有

54、关。与通向靶区的路径寻找、靶细胞的识别和突触的形成有关。与通向靶区的路径寻找、靶细胞的识别和突触的形成有关。与通向靶区的路径寻找、靶细胞的识别和突触的形成有关。轴突生长的引导（轴突生长的引导（轴突生长的引导（轴突生长的引导（Guidance for axon growthGuidance for axon growth）生长锥对周围环境极其敏感生长锥对周围环境极其敏感,其表面受体可识别细胞外基质中其表面受体可识别细胞外基质中或周围细胞上的导向分子。这些导向分子中，或周围细胞上的导向分子。这些导向分子中，有的能够吸引有的能够吸引生生长锥向其生长，长锥向其生长，有的却是排斥有的却是排斥生长锥向其生

55、长，生长锥就在这生长锥向其生长，生长锥就在这样一个复杂的环境中，选择一条正确的路径到达目的地。样一个复杂的环境中，选择一条正确的路径到达目的地。突触形成突触形成 一一一一旦旦旦旦生生生生长长长长锥锥锥锥到到到到达达达达其其其其靶靶靶靶位位位位，它它它它必必必必须须须须建建建建立立立立突突突突触触触触联联联联系系系系，这这这这通通通通常常常常发发发发生生生生在在在在细胞的一个特殊位置。细胞的一个特殊位置。细胞的一个特殊位置。细胞的一个特殊位置。神神神神经经经经肌肌肌肌肉肉肉肉接接接接头头头头(NMJ)(NMJ)(NMJ)(NMJ)是是是是研研研研究究究究突突突突触触触触形形形形成成成成的的的的经

56、经经经典典典典模模模模型型型型，乙乙乙乙酰酰酰酰胆胆胆胆碱碱碱碱受受受受体体体体（ AchR) AchR) AchR) AchR) 在在在在 发发发发 育育育育 早早早早 期期期期 弥弥弥弥 散散散散 地地地地 分分分分 布布布布 在在在在 尚尚尚尚 未未未未 被被被被 支支支支 配配配配 的的的的 肌肌肌肌 管管管管（myotube)myotube)myotube)myotube)表表表表面面面面, , , ,当当当当运运运运动动动动神神神神经经经经元元元元的的的的生生生生长长长长锥锥锥锥接接接接近近近近肌肌肌肌管管管管时时时时，从从从从生生生生长长长长锥锥锥锥释释释释放放放放的的的的Ach

57、AchAchAch导导导导致致致致去去去去极极极极化化化化电电电电位位位位的的的的产产产产生生生生。一一一一旦旦旦旦接接接接触触触触，AchAchAchAch的的的的量量量量子子子子式式式式自自自自发发发发释释释释放放放放速速速速率率率率迅迅迅迅速速速速增增增增加加加加，同同同同时时时时刺刺刺刺激激激激轴轴轴轴突突突突而而而而激激激激发发发发的的的的突突突突触触触触电电电电位位位位的的的的大大大大小小小小也增加。这样几分钟内，一个功能性的突触连接便建立了。也增加。这样几分钟内，一个功能性的突触连接便建立了。也增加。这样几分钟内，一个功能性的突触连接便建立了。也增加。这样几分钟内，一个功能性的突

58、触连接便建立了。神经细胞的凋亡和突触的修剪神经细胞的凋亡和突触的修剪在在在在轴轴轴轴突突突突到到到到达达达达其其其其靶靶靶靶位位位位并并并并形形形形成成成成突突突突触触触触连连连连接接接接后后后后，有有有有两两两两个个个个过过过过程程程程使使使使神神神神经经经经支配模式变得更精细：支配模式变得更精细：支配模式变得更精细：支配模式变得更精细：细细细细胞胞胞胞凋凋凋凋亡亡亡亡：在在在在此此此此期期期期间间间间许许许许多多多多已已已已建建建建立立立立或或或或未未未未建建建建立立立立突突突突触触触触连连连连接接接接的的的的神神神神经经经经元凋亡。元凋亡。元凋亡。元凋亡。轴轴轴轴突突突突和和和和突突突突

59、触触触触数数数数目目目目减减减减少少少少：伴伴伴伴随随随随已已已已存存存存活活活活的的的的连连连连接接接接的的的的重重重重组组组组，进进进进行行行行突突突突触修剪触修剪触修剪触修剪神经元凋亡神经元凋亡神神神神经经经经系系系系统统统统发发发发育育育育的的的的一一一一个个个个显显显显著著著著特特特特征征征征是是是是许许许许多多多多神神神神经经经经元元元元为为为为死死死死而而而而生生生生。如如如如脊脊脊脊椎椎椎椎动动动动物物物物发发发发育育育育的的的的肢肢肢肢体体体体中中中中，约约约约在在在在突突突突触触触触连连连连接接接接最最最最初初初初在在在在肌肌肌肌纤纤纤纤维维维维上上上上形形形形成成成成的的

60、的的同同同同时时时时，已已已已发发发发出出出出轴轴轴轴突突突突进进进进入入入入肢肢肢肢体体体体的的的的运运运运动动动动神神神神经经经经元元元元，有有有有40%70%40%70%发发发发生生生生凋凋凋凋亡（亡（亡（亡（apoptosis)apoptosis)。神神神神经经经经元元元元过过过过量量量量产产产产生生生生，以以以以及及及及随随随随后后后后的的的的一一一一个个个个细细细细胞胞胞胞凋凋凋凋亡亡亡亡期期期期是是是是所所所所有有有有发发发发育育育育中中中中的的的的脊脊脊脊椎椎椎椎动动动动物物物物神神神神经经经经系系系系统统统统的的的的一一一一个个个个共共共共同同同同模模模模式式式式，其其其其机

61、机机机制制制制可可可可能能能能是是是是神神神神经经经经元元元元竞竞竞竞争争争争靶靶靶靶位位位位组组组组织织织织产产产产生生生生的的的的营营营营养养养养性性性性物物物物质质质质，其其其其意意意意义义义义是是是是使使使使神神神神经经经经元元元元的的的的输输输输入入入入与与与与所所所所支配的靶位大小相匹配。支配的靶位大小相匹配。支配的靶位大小相匹配。支配的靶位大小相匹配。在在在在神神神神经经经经系系系系统统统统发发发发育育育育过过过过程程程程中中中中，靶靶靶靶区区区区产产产产生生生生有有有有限限限限量量量量的的的的神神神神经经经经营营营营养养养养因因因因子子子子作作作作用用用用于于于于发发发发育育育

62、育中中中中的的的的神神神神经经经经元元元元，能能能能得得得得到到到到相相相相应应应应营营营营养养养养因因因因子子子子的的的的神神神神经经经经细细细细胞胞胞胞才才才才能能能能存存存存活活活活下下下下来来来来，与与与与靶靶靶靶建建建建立立立立功功功功能能能能连连连连结结结结，而而而而竞竞竞竞争争争争不不不不到到到到其其其其靶靶靶靶组组组组织织织织释释释释放放放放的的的的营营营营养养养养因因因因子子子子的的的的细细细细胞胞胞胞则则则则被被被被淘淘淘淘汰汰汰汰，即即即即细细细细胞胞胞胞凋凋凋凋亡亡亡亡。靶靶靶靶结结结结构构构构的的的的存存存存在在在在和和和和充充充充分分分分的的的的传传传传入入入入冲冲

63、冲冲动动动动是是是是发发发发育育育育过过过过程程程程中中中中神神神神经经经经元元元元存存存存活和成熟的关键因素。活和成熟的关键因素。活和成熟的关键因素。活和成熟的关键因素。一一一一旦旦旦旦支支支支配配配配一一一一特特特特定定定定靶靶靶靶位位位位的的的的神神神神经经经经元元元元群群群群体体体体通通通通过过过过细细细细胞胞胞胞凋凋凋凋亡亡亡亡已已已已被被被被限限限限定定定定，则则则则存存存存活活活活的的的的神神神神经经经经元元元元彼彼彼彼此此此此为为为为突突突突触触触触领领领领地地地地而而而而竞竞竞竞争争争争。该该该该竞竞竞竞争争争争通通通通常常常常导导导导致致致致一一一一些些些些终终终终末末末末

64、分分分分支支支支和和和和原原原原先先先先形形形形成成成成的的的的突突突突触触触触的的的的丢丢丢丢失失失失，这这这这一一一一过过过过程称为程称为程称为程称为修剪修剪修剪修剪(pruning(pruning(pruning(pruning）。修修修修剪剪剪剪保保保保证证证证一一一一群群群群特特特特定定定定神神神神经经经经元元元元对对对对一一一一个个个个靶靶靶靶位位位位合合合合适适适适而而而而完完完完全全全全地地地地支支支支配配配配；同同同同时时时时也也也也提提提提供供供供了了了了一一一一种种种种纠纠纠纠正正正正错错错错误误误误的的的的机机机机制制制制。修修修修剪剪剪剪的的的的机机机机制制制制可可可

65、可能能能能是是是是产生于对靶位产生的限量营养因子的竞争。产生于对靶位产生的限量营养因子的竞争。产生于对靶位产生的限量营养因子的竞争。产生于对靶位产生的限量营养因子的竞争。轴突和突触数目减少轴突和突触数目减少从出生到青春期，神经网络在不断的调整之中从出生到青春期，神经网络在不断的调整之中P. Shaw et al, Nature , 2006神经网络修剪神经网络修剪0岁岁8 岁岁16 岁岁总总 结结1.1.在在在在脊脊脊脊椎椎椎椎动动动动物物物物胚胚胚胚胎胎胎胎发发发发生生生生期期期期间间间间，蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质从从从从SpemannSpemann组组组组织织织织者者者者扩扩扩扩散散散散，

66、诱导神经板的形成；后者的两侧边缘卷褶形成神经管。诱导神经板的形成；后者的两侧边缘卷褶形成神经管。诱导神经板的形成；后者的两侧边缘卷褶形成神经管。诱导神经板的形成；后者的两侧边缘卷褶形成神经管。2.2.神神神神经经经经上上上上皮皮皮皮细细细细胞胞胞胞在在在在神神神神经经经经管管管管壁壁壁壁快快快快速速速速分分分分裂裂裂裂，分分分分裂裂裂裂后后后后的的的的成成成成神神神神经经经经细细细细胞胞胞胞和和和和成胶质细胞从神经管的管壁迁移，形成成胶质细胞从神经管的管壁迁移，形成成胶质细胞从神经管的管壁迁移，形成成胶质细胞从神经管的管壁迁移，形成CNSCNS。3.3.在在在在哺哺哺哺乳乳乳乳类类类类大大大大

67、脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层，神神神神经经经经元元元元的的的的发发发发育育育育是是是是以以以以一一一一种种种种自自自自内内内内向向向向外外外外的的的的方方方方式式式式进行。最外层皮层中的神经元最晚出生。进行。最外层皮层中的神经元最晚出生。进行。最外层皮层中的神经元最晚出生。进行。最外层皮层中的神经元最晚出生。4.4.神神神神经经经经嵴嵴嵴嵴细细细细胞胞胞胞产产产产生生生生于于于于神神神神经经经经褶褶褶褶的的的的边边边边缘缘缘缘，并并并并从从从从神神神神经经经经管管管管迁迁迁迁移移移移开开开开，形形形形成成成成PNSPNS、色素细胞和头部骨骼。、色素细胞和头部骨骼。、色素细胞和头部骨骼。、色素细胞和

68、头部骨骼。5.5.成成成成体体体体哺哺哺哺乳乳乳乳动动动动物物物物的的的的CNSCNS中中中中，神神神神经经经经干干干干细细细细胞胞胞胞分分分分化化化化，持持持持续续续续产产产产生生生生新新新新的的的的神神神神经元。经元。经元。经元。6.6.生生生生长长长长中中中中的的的的轴轴轴轴突突突突顶顶顶顶端端端端膨膨膨膨大大大大成成成成一一一一个个个个生生生生长长长长锥锥锥锥，生生生生长长长长锥锥锥锥的的的的移移移移动动动动和和和和轴轴轴轴突突突突的的的的生生生生长长长长受受受受细细细细胞胞胞胞表表表表面面面面和和和和细细细细胞胞胞胞外外外外基基基基质质质质粘粘粘粘连连连连分分分分子子子子、导导导导向

69、向向向蛋蛋蛋蛋白及路标细胞的导向作用。白及路标细胞的导向作用。白及路标细胞的导向作用。白及路标细胞的导向作用。7.7.当当当当运运运运动动动动神神神神经经经经元元元元生生生生长长长长锥锥锥锥接接接接触触触触肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞时时时时，功功功功能能能能性性性性突突突突触触触触传传传传递递递递便便便便在数分钟内建立起来。在数分钟内建立起来。在数分钟内建立起来。在数分钟内建立起来。8.8.神经元的存活与分化依赖于神经营养性因子。神经元的存活与分化依赖于神经营养性因子。神经元的存活与分化依赖于神经营养性因子。神经元的存活与分化依赖于神经营养性因子。9.9.细细细细胞胞胞胞凋凋凋凋亡亡亡亡及及及及

70、突突突突触触触触的的的的修修修修剪剪剪剪是是是是神神神神经经经经发发发发育育育育的的的的一一一一个个个个共共共共同同同同特特特特征征征征，以以以以保证神经元对靶位的合适而完全地支配。保证神经元对靶位的合适而完全地支配。保证神经元对靶位的合适而完全地支配。保证神经元对靶位的合适而完全地支配。常见的神经管发育异常常见的神经管发育异常发发发发育育育育异异异异常常常常是是是是指指指指由由由由于于于于各各各各种种种种因因因因素素素素导导导导致致致致的的的的先先先先天天天天畸畸畸畸形形形形。狭狭狭狭义义义义的的的的概概概概念念念念仅仅仅仅指指指指出出出出生生生生时时时时解解解解剖剖剖剖结结结结构构构构畸畸

71、畸畸形形形形。广广广广义义义义的的的的概概概概念念念念则则则则包包包包括括括括出出出出生生生生时时时时各各各各种种种种解解解解剖剖剖剖结结结结构构构构畸畸畸畸形形形形、功功功功能缺陷及代谢、遗传行为的发育异常。能缺陷及代谢、遗传行为的发育异常。能缺陷及代谢、遗传行为的发育异常。能缺陷及代谢、遗传行为的发育异常。如如如如果果果果前前前前神神神神经经经经孔孔孔孔未未未未闭闭闭闭合合合合，大大大大脑脑脑脑未未未未发发发发育育育育，形形形形成成成成无无无无脑脑脑脑儿儿儿儿；后后后后神神神神经经经经孔孔孔孔未未未未闭闭闭闭合合合合，脊脊脊脊髓髓髓髓未未未未发发发发育育育育或或或或脊脊脊脊柱柱柱柱未未未未

72、愈愈愈愈合合合合，则则则则形形形形成成成成脊脊脊脊髓髓髓髓裂裂裂裂或或或或脊脊脊脊柱柱柱柱裂裂裂裂。图图图图示示示示为为为为神神神神经经经经管管管管发育异常造成的可能的不闭合部位。发育异常造成的可能的不闭合部位。发育异常造成的可能的不闭合部位。发育异常造成的可能的不闭合部位。a. a. I I型型型型：头头前前前前端端端端神神神神经经管管管管开开开开放放放放 b. b. II II型型型型：顶顶部部部部神神神神经经管管管管开开开开放放放放 c.IIIc.III型型型型：第第第第四四四四脑脑室室室室部部部部位位位位神神神神经经管管管管开开开开放放放放 d. d. IVIV型型型型：从从从从中中中中脑脑至至至至菱菱菱菱脑脑部部部部的的的的神神神神经经管管管管开开开开放放放放 e.V e.V 型型型型：从从从从头头的前部至的前部至的前部至的前部至颈颈部的神部的神部的神部的神经经管开放管开放管开放管开放 f. VIf. VI型：全部部神型：全部部神型：全部部神型：全部部神经经管开放管开放管开放管开放 神经管发育异常神经管发育异常正常正常正常正常 无脑儿无脑儿无脑儿无脑儿 脊柱裂脊柱裂脊柱裂脊柱裂