Desarrollo del Sistema Nervioso

Dr. Rafael E. Oliveras Rentas

Períodos críticos y sensitivos

• Período Crítico– Tiempo donde la acción de una influencia

interna o externa es necesaria para el desarrollo normal.

• Por ej. Sonrisa social (2-3 meses)

• Período sensitivo– Tiempo donde el SNC es muy suceptible a los

efectos dañinos de las condiciones internas o externas.

Sistema Nervioso Central

• El desarrollo del SNC comienza temprano en la vida del embrión.

• Tiene forma de tubo vacío y mantiene su forma básica hasta el desarrollo completo. – Durante el desarrollo, algunas partes del tubo

se prolongan, cambian de forma y el tejido se ensancha hasta llegar a la forma final del cerebro.

3 capas del embrión

• Endodermo– Tracto gastrointestinal, tracto respiratorio y

otros órganos.

• Mesodermo– Músculos, huesos, peritoneo y tejido

conjuntivo.

• Ectodermo– Piel, sistema nervioso

Desarrollo del cerebro

• Comienza alrededor del día 18 después de la concepción.

• Parte de la capa más externa, ectodermo, de la parte dorsal del embrión se hace más ancha y forma una placa neural.

• Los bordes de la placa neural se tornan curvos en dirección rostral-caudal.

• Para el día 21, los bordes de la placa neural se tocan unos con otros y se funden formando el tubo neural.– Desarrolla cerebro y cordón espinal.

28 days

Telencéfalo

Diencéfalo

Mesencéfalo

Metencéfalo

Mielencéfalo

http://www.med.unc.edu/embryo_images/unit-nervous/nerv_htms/nervtoc.htm

3-4 semanas

• Para el día 28, el desarrollo del tubo neural se cierra.– Parte anterior desde el día 24– Parte posterior desde el día 26

• La parte rostral tiene tres cámaras interconectadas.– El espacio vacío contiene los ventrículos.– El tejido que les rodea forma las 3 mayores partes del

cerebro:• Proencéfalo• Mesencéfalo• Romboencéfalo

5-6 semanas

• El proencéfalo se divide en 3 partes separadas, que se convierte en los ventrículos laterales y el tercer ventrículo. – La sección alrededor de los ventrículos laterales se convierte en

el telencéfalo. – La región alrededor del tercer ventrículo se convierte en el

diencéfalo.

• En su forma final, la cámara dentro del mesencéfalo se hace más estrecha formando el acueducto cerebral.

• El área del romboencéfalo se convierte en 2 estructuras: – metencéfalo y mielencéfalo.

Médula OblongataMielencéfalo

Pons

CerebeloMetencéfaloCuarto

Romboencéfalo

Tectum & Tegmentum

MesencéfaloAcueductoMesencéfalo

Hipotálamo

TálamoDiencéfaloTercero

Sistema límbico

Ganglios Basales

Corteza Cerebral

TelencéfaloLateral

Proencéfalo

Estructuras PrincipalesSubdivisiónVentrículoDivisión Mayor

Subdivisiones anatómicas del cerebro

Principios Generales del Desarrollo del SNC

• Tiene una secuencia de formación– Caudo-cefálico

• Estructuras primitivas a las más complejas.

– Las neuronas que se desarrollan primero ocupan las capas más profundas.

• El cerebro es el órgano con el período más prolongado de desarrollo.– Y el más vulnerable a insultos.

• El momento en que ocurre el insulto es más importante que la naturaleza del mismo.

¿Cómo se desarrolla el Cerebro?

• El desarrollo del cerebro comienza con un tubo pequeño y termina con una estructura que pesa aproximadamente 3 libras, y consiste en unos cientos de billones de células.

• De dónde vienen???????????

2-4 meses

• Las células que se alínean dentro del tubo neural, llamada zona ventricular, producen las células del SNC. – Estas células se dividen, produciendo

neuronas y neuroglia, que luego migran en dirección opuesta al centro.

• 10 semanas después de la concepción el cerebro de un feto humano tiene unos 1.25cm de largo, y transversalmente es sólo ventrículo (o sea, está vacío).

• 20 semanas después de la concepción el cerebro tiene unos 5cm de largo y transversalmente se ve mas tejido que ventrículo. – Incluso, tiene la forma básica de un cerebro maduro.

3-5 mesesDesarrollo de la corteza

• Se desarrolla de interior a exterior.– Las primeras células que se producen migran

desde la zona ventricular una corta distancia y establecen la primera capa.

– Las próximas células pasan a través de la primera capa y forman la segunda.

– La última capa deben pasar todas las capas anteriores para llegar a la parte más externa.

• Lo que dirige a las neuronas a migrar son glias radiales.

• Las células que producen neuronas en la zona ventricular se conocen como células fundadoras. – La primera fase, donde se dividen las células haciendo

nuevas células fundadoras y aumentando el tamaño de la zona ventricular se conoce como división simétrica.

• La división de las células producen dos idénticas, como la mitosis.

– Después de 7 semanas de concepción, las células fundadoras comienzan la división asimétrica, donde se producen (1) nuevas células fundadoras que se mantienen en el área, y (2) neuronas, que viajan hasta el exterior (guiadas por las células radiales) a formar la corteza cerebral.

¿Cuánto dura la migración?

• El período de la división asimétrica dura unos 3 meses. – Diariamente migran un billón de neuronas por

día. • Las neuronas de la primera capa recorren una corta

distancia: la migración dura un día.• Las neuronas de la última capa recorren más

distancia y tienen que pasar entre otras neuronas: la migración dura 2 semanas.

¿Cuándo termina?

• El final del desarrollo cortical ocurre cuando una célula fundadora recibe una señal química que causa que mueran, fenómeno llamado apoptosis. – Ocurre por mecanismo genético interno en la

célula donde receptores del mensaje genético reciben la información de los “genes asesinos”.

• Una vez las neuronas están en sus lugares, comienzan a forman conexiones con otras neuronas.

• Crecen dendritas que reciben a axones de otras neuronas, y crecen los axones de la propia neurona.

• La zona ventricular produce más neuronas que las necesarias.– Compiten para sobrevivir.

• Los axones del 50% de las neuronas no encuentran células postsinápticas vacantes del tipo apropiado para establecer conexiones sinápticas, y mueren por apoptosis. – Cuando se establece conexión sináptica, ocurre un

mecanismo químico de feedback del receptor postsináptico a la neurona presináptica, que les permite sobrevivir.

Datos

6 meses hasta 5 añosOrganización & diferenciación

• Ocurre la citodiferenciación, donde cada célula asume su morfología y fenotipos bioquímicos.– Diferenciación

• Se acomodan en redes y circuitos de funcionamiento. – Organización

• Durante el desarrollo se crean miles de tractos y vías que comunican diferentes partes del cerebro.– Muchos de ellos de forma organizada y

sistemática.• Por eso se crean mapas tan precisos del cuerpo o

de un sensor en el cerebro.

MielinizaciónMielinización

• Lleva el patrón de proximal a distal.• Se desarrollan los tractos sensoriales

primeros que los motores.• La corteza motora comienza a

mielinizarse al final del primer año. • Las vías corticales se desarrollan más

hasta los 5 años.

Neurogénesis

• Estudios recientes han dado evidencia de neurogénesis en el cerebro adulto.

• Sin embargo, no se ha encontrado evidencia de que estas neuronas establezcan conexiones en circuitos neurales destruidos por accidentes, lesiones o enfermedades.

Malformaciones

• Primaria– Anomalía que resulta de la interrupción de un evento

en el desarrrollo normal.• Fallo en la formación de una estructura anatómica.

– Por ejemplo, nacer sin un brazo, polidactilia, etc.

• Secundaria– Se afecta o daña una estructura previamente formada

por un evento destructivo, como infección o lesión.• Deformación.

– Meningitis, fractura de brazos.

Evaluación de desarrollo

• 5 áreas:1. Funciones neurológicas

– Reflejo, observación/desviaciones2. Funciones Receptivas

– Tactil, visual, auditiva, lenguaje.3. Funciones Expresivas

– Verbal y motor (grueso, fino y oral)4. Procesamiento

– Memoria y aprendizaje– Razonamiento: solución de problemas y abstracción

5. Actividad Mental– Focalizar y utilizar los anteriores con propósito.

– Atender, concentrarse, perseverar, etc.

Conceptos de evaluación en el desarrollo

• Atraso– No alcanza el desarrollo esperado para su

edad dentro de un marco normal.• No necesariamente es patológico.

• Disociación– Diferencia o disparidad entre dos áreas del

desarrollo o de una misma habilidad.• Ej. Lenguaje receptivo vs. expresivo, se volteó

temprano pero ha tardado en sentarse.

Conceptos de evaluación en el desarrollo

• Desvío– Indicadores atípicos del desarrollo.

• A cualquier edad.– Por ejemplo, hiper o hipotonia.

Otros datos

• Si se ingiere alcohol antes de que cierre la placa neural, ocurren errores del SNC.– Si no se cierra la parte anterior, ocurre

anencefalia.– Si no se cierra la parte posterior, ocurre

espina bífida.• Oculta (- grave)• Meningocelo• Meningomielocelo (+ grave)

LICENCEFALIA

PAQUIGIRIA

POLIMICROGIRIA

EZQUICENCEFALIA

AGENESIS CUERPO CALLOSONORMAL

Otros datos

• Dificultades en el desarrollo de las dendritas o malformación de éstas (disgénesis) causan desórdenes como retraso mental y convulsiones.

Repaso de conceptos discutidos

• Período Crítico– Tiempo donde la acción de una influencia

interna o externa es necesaria para el desarrollo normal.

• Período Sensitivo– Tiempo donde el SNC es muy suceptible a los

efectos dañinos de las condiciones internas o externas.

Repaso de conceptos discutidos

• Tubo Neural– Un tubo vacío cerrado a nivel rostral formado

de tejido ectodermal en el desarrollo del embrión que sirve como el origen del sistema nervioso central.

• Zona Ventricular:– Capa de células dentro del tubo neural que

contiene células que se dividen para formar el sistema nervioso central.

• Glia radial:– Tipo de neuroglia con fibras que crecen

radialmente fuera de la zona ventricular a la superficie de la corteza, proveyendo guía a las neuronas que migran durante el desarrollo del cerebro.

Repaso de conceptos discutidos

• Células fundadoras:– Células de la zona ventricular que se dividen

para aumentar las células del SNC.

• División simétrica:– División de las células fundadoras que

producen dos células fundadoras idénticas aumentando el tamaño de la zona ventricular.

Repaso de conceptos discutidos

• División asimétrica:– División of las células fundadoras que

producen otra célula fundadora y una neurona, la cual migra fuera de la zona ventricular hasta la parte más externa.

• Apoptosis:– Muerte celular causado por una señal que

activa los mecanismos genéticos dentro de la célula.

Repaso de conceptos discutidos

Repaso de conceptos discutidos

• Diferenciación– Cuando cada neurona asume su morfología y

establece su fenotipo bioquímico.

• Organización– Ocurre cuando las neuronas se acomodan en

redes y circuitos para el funcionamiento.