Desarrollo Embrionario del Sistema Nervioso Central

Desarrollo Embrionario del Sistema Nervioso Central

Introducción

Durante el desarrollo embrionario del ser humano en el vientre materno, éste desarrolla gran parte de su anatomía final durante la gestación. Este proceso de formación del sistema nervioso no ocurre de forma repentina, sino que a lo largo de la gestación van apareciendo las diferentes estructuras que van configurando el sistema nervioso del individuo. En este artículo se expondrá cómo las distintas estructuras que componen el sistema nervioso humano se desarrollan en el vientre materno durante el periodo de gestación, cómo es dicho proceso y cómo finaliza antes del momento en el que sale del vientre materno para llevar a cabo una vida autónoma [6]. 

Sistema Nervioso en la gestación: Hojas blastodérmicas

Para empezar a abordar el desarrollo del sistema nervioso es necesario entender en primera instancia que tras la fecundación (la unión del espermatozoide y el óvulo, dejando el primero su cabeza dentro del segundo para poder formar el posterior cigoto, la mórula y continuar hasta el feto y el propio individuo) y los primeros momentos del desarrollo se da un proceso de división celular y que, en éste, se llegan a diferencias un total de tres hojas blastodérmicas. De dentro a fuera éstas son:

  • Endodermo: De esta hoja se crearán los órganos internos que poseerá el futuro individuo.
  • Mesodermo: De esta hoja se crearán los huesos y músculos del individuo.
  • Ectodermo: De esta hoja se crearán la piel y el sistema nervioso. En el ectodermo se iniciará, en los primeros inicios de desarrollo de la mórula, la creación del sistema nervioso [9]. 

Sistema nervioso en la gestación: el tubo neural

Tras esta diferenciación inicial en tres hojas blastodérmicas de la mórula, se producen una serie de avances que establecerán en el sujeto las distintas partes del sistema nervioso.

En un primer momento, el ectodermo sufre una serie de transformaciones hasta que llega a convertirse en una placa oval plana. En esa placa aparece una hendidura que forma el surco neural y que dará lugar al juntarse los diferentes segmentos de la placa. De estas crestas neurales se desarrollará el sistema nervioso periférico, las cuales quedarán por fuera del tubo neural.

Del tubo neural surgirán grandes estructuras que formarán parte del sistema nervioso del individuo, tales como los ventrículos cerebrales y el canal medular, creando también a la vez el sistema nervioso central a partir de las paredes del tubo neural.

¿Qué ocurre tras la formación del tubo neural?

En el primer mes de gestación de este tubo neural se originarán tres divisiones que irán desarrollando, cada una de ellas, las diferentes partes de las que se compone el sistema nervioso humano.

  • En la parte más anterior se originará todo lo que contiene el prosencéfalo: hemisferios cerebrales, el diencéfalo (el cual incluye el tálamo y el hipotálamo) y los ganglios basales
  • La parte del medio dará lugar al mesencéfalo y el tronco cerebral
  • Por último, en el segmento final conocido como rombencéfalo aparecerán el cerebelo, el puente y el bulbo raquídeo [2, 8, 9]. 

Desarrollo neuronal

En los próximos cuatro meses ocurrirán una serie de acontecimientos que configurarán la estructura del sistema nervioso para el futuro: En el tubo neural se desarrolla, principalmente en su interior, toda la actividad de proliferación celular del sistema nervioso. De esta proliferación saldrán miles de millones de células que todavía están por diferenciarse, y toda esta proliferación tiene como propósito hacer que éstas vayan a las distintas regiones del sistema nervioso y consoliden allí sus conexiones neuronales. De todo este conjunto de células indiferenciadas, las que migren serán las que acaben convirtiéndose en las neuronas y acaben estableciendo conexiones neuronales mientras que el resto de células serán parte del soporte neuronal, afianzando las redes neuronales para que puedan conectarse adecuadamente.

Diferenciación

Una vez que los distintos grupos celulares han migrado y se han asentado en un punto específico del tubo neural, comienza un proceso de transformación de esas células indiferenciadas en neuronas de esa región del tubo neural en el que estén. Adicionalmente, durante el proceso de diferenciación neural influyen e inciden en estas células factores tróficos y de crecimiento, los cuales les ayudan a hacer crecer y desarrollar, entre otras partes, las dendritas y los axones, partes primordiales en el desarrollo neuronal y que permiten que las distintas neuronas se conecten entre sí y puedan establecer las sinapsis adecuadas.

Mielinización

También se da un proceso conocido como mielinización en las neuronas que en un futuro serán parte de la estructura del sistema nervioso del individuo son envueltas, por diferentes tipos de células, con vainas de mielina. Este hecho es crucial porque la mielina es una sustancia de naturaleza lipídica que permite acelerar la transmisión eléctrica del impulso y permite, a mayores, la conducción saltatoria (esto es, que la conducción se transmita de forma unidireccional sin posibilidad a que retroceda el impulso nervioso).

Aptosisis

Por último, un proceso que acontece dentro de este proceso de migración y establecimiento de conexiones neuronales a lo largo del tubo neural del sistema nervioso es el de la apoptosis: En el proceso de apoptosis, las células que no logran establecer las conexiones pertinentes para poder desarrollar la actividad neuronal, programan un sistema de destrucción y la célula se muere gracias a él. Durante los próximos meses ocurren otras cosas importantes desde el punto de vista neuroanatómico, ya que la maduración y la consolidación de conexiones causará la consolidación de una futura vida (fuera de la gestación) en condiciones. Durante el quinto mes de embarazo, todos estos procesos previos sirven para confirmar el número específico de neuronas que tendrá el sistema nervioso de ese individuo. A partir de ese quinto mes de embarazo, lo que primordialmente ocurrirá será un desarrollo de las estructuras del sistema nervioso (habrá un desarrollo importante de los hemisferios cerebrales y sus conexiones con significativos efectos en la actividad del feto) importantes para la vida fuera del vientre materno [1, 3, 10]. 

Conclusiones

Como se puede apreciar a lo largo del texto, el desarrollo del sistema nervioso va siguiendo una serie de pasos claros que necesita para poder ser una persona viable. Los primeros meses son cruciales porque de ellos salen los cimientos principales (el tubo neural y sus respectivos segmentos) para las distintas partes del sistema nervioso humano, que le permite hacer desde movimientos corporales más o menos complejos como la regulación hormonal o la captación de sentidos. Las anomalías que puedan producirse durante el desarrollo pueden condicionar la futura vida autónoma del individuo una vez que salga del mundo real y, en función de los daños estructurales causados tanto por factores propios de la genética como los daños externos (alcohol, por ejemplo), la funcionalidad del sistema nervioso puede verse más o menos afectada [4, 5, 7]. 

Referencias bibliográficas 

  1. de Graaf-Peters, V. B., & Hadders-Algra, M. (2006). Ontogeny of the human central nervous system: what is happening when?. Early human development, 82(4), 257-266.
  2. Detrait, E. R., George, T. M., Etchevers, H. C., Gilbert, J. R., Vekemans, M., & Speer, M. C. (2005). Human neural tube defects: developmental biology, epidemiology, and genetics. Neurotoxicology and teratology, 27(3), 515-524.
  3. Gurniak, C. B., Perlas, E., & Witke, W. (2005). The actin depolymerizing factor n-cofilin is essential for neural tube morphogenesis and neural crest cell migration. Developmental biology, 278(1), 231-241.
  4. Habas, P. A., Kim, K., Rousseau, F., Glenn, O. A., Barkovich, A. J., & Studholme, C. (2010). Atlas‐based segmentation of developing tissues in the human brain with quantitative validation in young fetuses. Human brain mapping, 31(9), 1348-1358.
  5. Huang, H., Zhang, J., Wakana, S., Zhang, W., Ren, T., Richards, L. J., … & Mori, S. (2006). White and gray matter development in human fetal, newborn and pediatric brains. Neuroimage, 33(1), 27-38.
  6. Johansson, A. (2017). Temporal regulation of neural stem cells during cortex development
  7. Lebel, C., Roussotte, F., & Sowell, E. R. (2011). Imaging the impact of prenatal alcohol exposure on the structure of the developing human brain. Neuropsychology review, 21(2), 102-118.
  8. Sadler, T. W. (2005, May). Embryology of neural tube development. In American Journal of Medical Genetics Part C: Seminars in Medical Genetics (Vol. 135, No. 1, pp. 2-8). Wiley Subscription Services, Inc., A Wiley Company.
  9. Technau, U., & Scholz, C. B. (2003). Origin and evolution of endoderm and mesoderm. International Journal of Developmental Biology, 47(7-8), 531-539.
  10. Thomason, M. E., Dassanayake, M. T., Shen, S., Katkuri, Y., Alexis, M., Anderson, A. L., … & Studholme, C. (2013). Cross-hemispheric functional connectivity in the human fetal brain. Science translational medicine, 5(173), 173ra24-173ra24.

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