神經(jīng)解剖學(xué)-神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)生

神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)由胚胎時期外胚層所形成的神經(jīng)管（neuraltube）和神經(jīng)嵴（neuralcrest）發(fā)育而成。神經(jīng)管和神經(jīng)嵴是整個神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生的原基，神經(jīng)管演化成腦和脊髓，神經(jīng)嵴則演化成腦神經(jīng)節(jié)、脊神經(jīng)節(jié)和內(nèi)臟神經(jīng)節(jié)的細胞及神經(jīng)系統(tǒng)以外的某些部分。第一節(jié)神經(jīng)管的形成和演化一、神經(jīng)管的早期發(fā)育人胚發(fā)育的第3周形成了由內(nèi)、中、外三個胚層的盤狀結(jié)構(gòu)，稱胚盤（embryonicdisc）（圖3-1），是將來形成人體的原基。于第3周末，胚盤中軸部的外胚層在脊索的誘導(dǎo)下增厚形成神經(jīng)板（neuralplate），神經(jīng)板頭側(cè)寬、尾側(cè)窄。繼而神經(jīng)板外側(cè)邊緣增生變厚形成神經(jīng)褶（neuralfold），中央凹陷為神經(jīng)溝（neuralgroove）。由于神經(jīng)板的細胞增殖，神經(jīng)溝加深，神經(jīng)褶更加隆起，最后左、右神經(jīng)褶在中線相互靠近，至第4周時愈合形成神經(jīng)管（neuraltube）（圖3-2）。愈合部位首先發(fā)生在前中部處（后來的頸部），然后向前、后推進。由于神經(jīng)管前、后兩端愈合較晚，此時在兩端暫時各存留一個孔，分別稱前神經(jīng)孔（anteriorneuropore）和后神經(jīng)孔（posteriorneuropore）。前神經(jīng)孔約在胚胎第25天閉合，愈合處以后成為終板（terminalplate）；后神經(jīng)孔約在第27天閉合，兩孔完全愈合后形成一個封閉的管狀結(jié)構(gòu)，即神經(jīng)管（圖3-3）。最后神經(jīng)管與表面外胚層脫離，位于深部的間充質(zhì)組織中。在神經(jīng)孔未完全閉合時，神經(jīng)管前端已膨大，當(dāng)神經(jīng)孔閉合時，神經(jīng)管前端的膨大部分已發(fā)育形成腦泡（brainvesicle），將來發(fā)育形成腦，后端仍保持管狀結(jié)構(gòu)，將來發(fā)育形成脊髓。圖3-1人胚3周模式圖A.人胚3周的斷面B.3周末的胚盤圖3-2神經(jīng)管與神經(jīng)嵴形成示意圖（橫斷面）圖3-3神經(jīng)管與神經(jīng)嵴形成示意圖（整體觀）二、神經(jīng)管的組織分化在神經(jīng)管發(fā)育過程中也伴隨著細胞、組織的分化。（一）神經(jīng)上皮的分化遷移早期神經(jīng)管的管壁是由一層假復(fù)層上皮組成（圖3-4），稱神經(jīng)上皮（neuroepithelium）。神經(jīng)上皮只含一種細胞，稱神經(jīng)上皮細胞。后來神經(jīng)上皮細胞分裂增殖，部分細胞遷移至神經(jīng)上皮的外周，構(gòu)成新的細胞層，稱套層（mantlelayer），以后分化為成神經(jīng)細胞（neuroblast）和成神經(jīng)膠質(zhì)細胞（glioblast）。成神經(jīng)細胞和成神經(jīng)膠質(zhì)細胞長出突起，并延伸到套層的外周形成邊緣層（marginallayer）。于第6周末，神經(jīng)管壁由內(nèi)向外明顯分為三層：即神經(jīng)上皮層（又稱室管膜層）、套層和邊緣層（圖3-4）。室管膜層為停留在原位的神經(jīng)上皮，以后形成脊髓中央管及腦室的室管膜上皮；套層以后形成脊髓的灰質(zhì)，在腦部，此層細胞一部分停留在內(nèi)部構(gòu)成神經(jīng)核，而另一部分遷移到邊緣層淺部構(gòu)成腦皮質(zhì)；邊緣層以后形成白質(zhì)。圖3-4神經(jīng)管壁的上皮（二）成神經(jīng)細胞的分化成神經(jīng)細胞起初為圓形，無突起，稱無極成神經(jīng)細胞。這種細胞進一步分化，從細胞的兩端各伸出一個突起，成為雙極成神經(jīng)細胞。雙極成神經(jīng)細胞一個突起伸向神經(jīng)管腔，另一突起伸向邊緣層。以后伸向神經(jīng)管腔側(cè)的突起退化，成為單極成神經(jīng)細胞，伸向邊緣層的突起分化為軸突。隨后，單極成神經(jīng)細胞的內(nèi)側(cè)端又發(fā)出一些分支，為原始樹突，這時它就成為多極成神經(jīng)細胞，將來形成成熟的多極神經(jīng)細胞（圖3-5）。成神經(jīng)細胞是分裂后細胞（postmitoticcell），一般不再有分裂增殖的能力。圖3-5神經(jīng)上皮細胞的分化（三）成神經(jīng)膠質(zhì)細胞的分化成神經(jīng)膠質(zhì)細胞先分化為各類膠質(zhì)細胞的前體細胞，即成星形膠質(zhì)細胞（astroblast）和成少突膠質(zhì)細胞（oligodendroblast），成星形膠質(zhì)細胞再分化為原漿性星形細胞和纖維性星形細胞，成少突膠質(zhì)細胞分化為少突膠質(zhì)細胞。小膠質(zhì)細胞發(fā)生較晚，其來源存在爭議（詳見第四章第二節(jié)）（圖3-5）。三、脊髓的發(fā)育脊髓是由神經(jīng)管后端發(fā)育而成。（一）脊髓外形的發(fā)育在神經(jīng)管組織演化為3層結(jié)構(gòu)的同時，由于神經(jīng)管壁各部成神經(jīng)細胞和成神經(jīng)膠質(zhì)細胞增殖的速度不同，致使管壁的厚薄不均。兩側(cè)壁的細胞迅速增殖而增厚，并在側(cè)壁內(nèi)側(cè)面中部出現(xiàn)一縱行的長溝稱為界溝（sulcuslimitans）。界溝將側(cè)壁分成背側(cè)部、腹側(cè)部。背側(cè)部稱翼板（afarplate），腹側(cè)部稱基板（basalplate）。神經(jīng)管的背側(cè)壁及腹側(cè)壁則很薄，分別稱頂板（roofplate）和底板（floorplate）（圖3-6）。（二）脊髓內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)育翼板將發(fā)育形成脊髓的后柱，其套層的成神經(jīng)細胞分化成中間神經(jīng)元，其軸突上、下行于脊髓白質(zhì)中?；鍖⑿纬杉顾璧那爸蛡?cè)柱，其套層的成神經(jīng)細胞分別分化成軀體運動神經(jīng)元及內(nèi)臟運動神經(jīng)的節(jié)前神經(jīng)元，它們發(fā)出軸突向外生長，組成脊神經(jīng)的前根，分別止于骨骼肌、交感神經(jīng)或副交感神經(jīng)的節(jié)后神經(jīng)元。由于兩側(cè)基板迅速增厚，兩者在腹側(cè)特別膨大，因而在脊髓腹側(cè)前面正中形成一條縱溝，即前正中裂，底板則形成前正中裂的底。兩側(cè)翼板主要向背內(nèi)側(cè)擴展、融合，促使背側(cè)兩側(cè)壁的室管膜層在后正中線上合并，形成背正中隔，在脊髓背側(cè)表面的正中也出現(xiàn)一條縱行淺溝，即后正中溝，頂板基本消失。頂板和底板主要形成室管膜，其內(nèi)含有膠質(zhì)細胞，不含成神經(jīng)細胞。脊髓的白質(zhì)由神經(jīng)管的邊緣層演化而成，主要由神經(jīng)元突起與神經(jīng)膠質(zhì)細胞組成，其中神經(jīng)元軸突在脊髓內(nèi)上行和下行，聚集形成傳導(dǎo)束。胚胎第3個月時，脊髓各節(jié)段與腦的各部分形成廣泛的聯(lián)系，它們的突起組成脊髓的固有束、前索、外側(cè)索和后索。神經(jīng)管的管腔狹細，形成脊髓的中央管（圖3-6）。圖3-6脊髓的發(fā)育四、腦的發(fā)育（一）腦泡的形成和演變當(dāng)人胚胎第4周神經(jīng)管尚未閉合前，神經(jīng)管頭端膨大，管壁增厚，形成了腦泡原基。由于原始腦泡各部生長速度不等，出現(xiàn)兩個環(huán)形縮窄，結(jié)果形成了三個原始腦泡，從前向后依次為前腦泡（prosencephalon）、中腦泡（mesencephalon）和菱腦泡（rhombencephalon）（圖3-7）。當(dāng)胚胎第5周時，原始腦泡進一步發(fā)育形成五個腦部。前腦泡的前部發(fā)育為端腦（telencephalon），前腦泡的后部發(fā)育為間腦（diencephalon）；中腦泡改變較少，發(fā)育為中腦；菱腦泡的前部發(fā)育為后腦（metencephalon），以后將形成腦橋和小腦，后部發(fā)育為末腦（myelencephalon），以后形成延髓。因此，最后腦泡由前向后依次分為端腦（大腦）、間腦、中腦、后腦和末腦五個部分（圖3-7）。（二）腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)育隨著胚胎的發(fā)育，各腦泡不僅外形上發(fā)生了變化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很復(fù)雜的變化。在大腦半球和小腦，由于成神經(jīng)細胞由套層向邊緣層遷移，在表面形成一層灰質(zhì)，即大腦皮質(zhì)和小腦皮質(zhì)；白質(zhì)在內(nèi)部，遺留在白質(zhì)內(nèi)的成神經(jīng)細胞后來形成各種神經(jīng)核。在腦泡發(fā)育的同時，其內(nèi)腔室的形狀、大小也隨著腦泡的發(fā)育而發(fā)生相應(yīng)的變化。菱腦內(nèi)的腔室發(fā)育為第四腦室；中腦的腔室發(fā)育為中腦水管；間腦內(nèi)的腔室發(fā)育為第三腦室，大腦半球內(nèi)的腔室發(fā)育為側(cè)腦室，側(cè)腦室通過室間孔與第三腦室相通。在神經(jīng)管演變成腦和脊髓的過程中，其可發(fā)生無腦、腦膨出、脊柱裂和先天性腦積水等畸形。圖3-7腦泡的發(fā)生及演變第二節(jié)神經(jīng)嵴的發(fā)育在神經(jīng)管的形成過程中，神經(jīng)板兩側(cè)與外胚層的相接處左右各出現(xiàn)一群細胞，它們位于神經(jīng)管的兩側(cè)，形成了兩條縱行的細胞索。當(dāng)神經(jīng)管形成時，這兩群細胞也逐漸向中間靠攏，并與外胚層脫離成為神經(jīng)嵴（neuralcrest）（圖3-2）。神經(jīng)嵴是腦神經(jīng)節(jié)、脊神經(jīng)節(jié)和交感神經(jīng)節(jié)等的原基。一、腦神經(jīng)節(jié)和脊神經(jīng)節(jié)的形成在神經(jīng)管發(fā)育的同時，神經(jīng)管兩側(cè)的中胚層呈水平分節(jié)狀，稱體節(jié)（somites），是產(chǎn)生椎骨、軀干肌、真皮等的原基。神經(jīng)嵴的一部分細胞逐漸向神經(jīng)管的背側(cè)遷移，位于神經(jīng)管與體節(jié)之間，分成節(jié)段性的細胞群。在脊髓處的神經(jīng)嵴細胞發(fā)育為脊神經(jīng)節(jié)，在腦部的神經(jīng)嵴細胞分化形成大部分腦神經(jīng)節(jié)（第Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ腦神經(jīng)節(jié)）。關(guān)于第Ⅷ腦神經(jīng)節(jié)，多認為它不是來自神經(jīng)嵴，而是來自頭部外胚層的上皮細胞。腦神經(jīng)節(jié)和脊神經(jīng)節(jié)內(nèi)的成神經(jīng)細胞發(fā)出兩個突起，分化為雙極神經(jīng)元，隨后兩個突起的起始部逐漸靠攏合并，形成“T”形分支的假單極神經(jīng)元，其中樞突伸入神經(jīng)管的背側(cè)形成后根；另一個突起是周圍突，其末端伸向周圍各器