《中枢神经系统的发育过程》课件.ppt
中枢神经系统的发育过程从神经管形成到成熟神经网络建立，中枢神经系统发育是一个复杂而精确的过程。
目录1中枢神经系统概述2神经系统发育的主要阶段3分子机制和信号通路4关键期和可塑性
中枢神经系统概述大脑思维、感知、记忆的中心脊髓连接大脑与身体的通道神经元信息传递的基本单位神经胶质细胞支持神经元功能
神经系统发育的时间线1受精后3周神经板形成21-3月神经管闭合与分化33-8月神经元产生与迁移4出生后2年突触形成高峰期5儿童期至青春期突触修剪与髓鞘化
神经管形成（神经化）外胚层特化BMP信号抑制引起神经外胚层形成神经板形成变厚的神经外胚层形成神经板神经褶隆起神经板两侧形成神经褶
神经管闭合神经褶接近两侧神经褶向中线移动接触融合细胞粘附分子介导神经褶融合神经管形成形成中空管状结构原始脑泡出现神经管前端扩张形成脑泡
神经管分化前脑发育为端脑和间脑中脑形成中脑结构和顶盖后脑发育为脑桥、小脑和延髓
脊髓的发育1功能连接神经环路形成2髓鞘形成白质通路建立3轴突延伸上下运动神经元连接4神经元分化灰质内各类神经元定型5脊髓模式形成背腹轴形成
神经元发生（神经发生）神经干细胞激活休眠细胞进入细胞周期1对称分裂产生更多干细胞2不对称分裂产生前体细胞3神经元分化前体细胞发育为成熟神经元4
神经元增殖对称分裂产生两个相同的子细胞不对称分裂产生一个干细胞和一个前体细胞增殖调控Notch信号和细胞周期调控因子控制增殖
放射状胶质细胞既是神经干细胞又提供迁移支架的双功能细胞。基底端伸向脑膜，顶端伸向脑室。
神经元迁移（1）脑室区产生神经元神经干细胞分裂沿放射状胶质细胞迁移细胞体移动方式似攀爬抵达皮层目标位置后出生的神经元迁移距离更远脱离放射状胶质细胞终止迁移并定居
神经元迁移（2）切向迁移平行于脑表面方向移动生长锥导向引导分子吸引或排斥迁移小脑迁移示例颗粒细胞具有独特迁移模式
神经元分化1基因表达改变特定转录因子激活2形态学变化细胞体积增大，细胞器成熟3轴突与树突形成突起伸出并获取极性4功能分化离子通道表达与神经递质合成
神经元极性初始对称性打破微管和肌动蛋白骨架重排1单一轴突确定Par复合物和GSK-3β参与调控2多个树突形成与轴突分子标记不同3极性维持通过正反馈循环稳定极性4
轴突导向生长锥感知环境信号的动态结构引导分子Netrin、Slit等吸引或排斥轴突路径寻找轴突通过中间目标点到达最终靶点
突触发生（1）1轴突到达靶区生长锥感知靶细胞信号2初始接触细胞粘附分子介导识别3突触前分化囊泡聚集与主动区蛋白募集4神经递质释放机制形成SNARE蛋白复合物组装
突触发生（2）去乙酰化酶的作用介导组蛋白修饰PSD蛋白募集关键支架蛋白PSD-95分子聚集受体组装谷氨酸受体插入突触后膜细胞骨架重组树突棘形成与稳定
突触修剪2×冗余突触50%活动依赖性保留微米吞噬清除神经系统初期形成过多突触连接，之后通过竞争机制保留功能性突触。
髓鞘形成前体细胞分化OPCs发育为少突胶质细胞轴突识别少突胶质细胞与轴突接触包绕过程细胞膜多次环绕轴突紧密化细胞膜间水分排出形成紧密结构
中枢神经系统髓鞘化1出生前脊髓开始髓鞘化2出生后1年感觉和运动通路髓鞘化31-5岁大脑半球髓鞘化4青春期前额叶髓鞘化5成年早期联络纤维完成髓鞘化
神经胶质细胞发育星形胶质细胞支持神经元代谢，参与突触功能少突胶质细胞形成髓鞘，加速信号传导小胶质细胞免疫监视，突触修剪室管膜细胞脑脊液流动，干细胞功能
神经环路的形成初始连接轴突到达靶区形成突触1活动依赖性重塑同时激活，同时连接2突触强化/削弱LTP和LTD机制调节突触强度3稳定成熟环路保持必要连接，消除冗余4
大脑皮层的发育1内侧向外侧分层由内到外形成六层结构2功能区分化视觉、听觉、运动等皮层区域特化3柱状组织结构垂直于表面的功能柱形成4水平连接建立皮层内和皮层间的联系发育
海马的发育内侧面皮层弯曲形成海马原基锯齿回形成颗粒细胞产生与迁移CA区域分化锥体细胞排列成CA1-CA3区内部环路建立三突触回路形成
小脑的发育菱脑峡起源来自后脑顶部外颗粒层形成颗粒细胞前体移入浦肯野细胞层发育大型神经元提前分化叶片与沟回形成表面积极大扩展
基底神经节的发育源自端脑基底部的节细胞隆起，分化为纹状体、苍白球等结构。多巴胺能神经元与基底神经节建立关键连接。
丘脑的发育1高级感觉信息整合多感觉输入汇聚2皮层联系建立丘脑皮层通路形成3功能核团分化特异性核团承担不同功能4间脑分区丘脑从间脑分化出来
下丘脑的发育间脑基部起源源自神经管腹侧部分神经内分泌分化产生多种调节激素生物钟中心形成视交叉上核发育自主调节功能体温、食欲等控制系统
脑干的发育中脑发育黑质和被盖区形成脑桥发育脑桥核团和纤维束建立延髓发育生命维持中枢形成
视觉系统的发育1视泡形成前脑泡外侧膨出2视杯与晶状体形成双层视网膜原基