آناتومی بالینی دستگاه عصبی؛ رشد و تکوین مغز و نخاع در جنین

نخاع (Spinal Cord) 

طرز تشکیل لایه‌های نورواپیتلیال، پوشاننده (Mantle) و حاشیه‌ای (Marginal) در نخاع همان است که به‌طور کلی در مورد تمایز بافت‌شناسی لوله عصبی بیان نمودیم. بنابراین لایه Mantle ماده خاکستری نخاع و لایه Marginal ماده سفید نخاع را تشکیل خواهد داد. در مراحل بعدی در اطراف لایه Mantle دژنراسیون سلولی رخ می‌دهد، در نتیجه بین قسمت شکمی و پشتی نخاع، شکافی ایجاد شده که به آن شیار محدودکننده (Sulcus Limitans) می‌گویند. این شیار لایه Mantle را در اطراف مجرای نخاع به دو بخش تقسیم می‌کند:
الف: Ventral یا plate Basal که دارای نورون‌های حرکتی است و شاخ قدامی نخاع را می‌سازد.
ب: Dorsal یا Alar plate که دارای نورون‌های حسی است و شاخ خلفی نخاع را تشکیل می‌دهد.

در قدام و خلف لوله عصبی در خط وسط، نوروبلاست وجود ندارد، به این مناطق به ترتیب صفحات کفی (Floor plate) و سقفی (Roof plate) می‌گویند. این صفحات فقط مسیری برای عبور رشته‌های عصبی هستند که از یک طرف نخاع به طرف دیگر می‌روند. در بین شاخ حرکتی قدامی و شاخ حسی خلفی نخاع، گروه دیگری از سلول‌ها تجمع می‌یابند و باعث تشکیل شاخ بینابینی (Intermediate horn) می‌شوند. این شاخ حاوی سلول‌های بخش سمپاتیک دستگاه عصبی خودکار است و فقط در بخش سینه‌ای و کمری فوقانی نخاع (T1-L2) وجود دارد. در قطعات S2-S4 نخاع ساکرال (خاجی) منطقه مشابهی دیده می‌شود که مربوط به مراکز پاراسمپاتیک است.

شکل ۸-۲. مقطع عرضی از طناب نخاعی در حال تشکیل

مدولا (Medulla) و پل (Pons)

مراحل تشکیل مدولا و پل همانند تشکیل نخاع است. فقط سه تفاوت دارد:
۱- مجرای مرکزی لوله عصبی در اینجا حجیم شده و بطن چهارم را به وجود می‌آورد. در صورتی که در نخاع باریک مانده و کانال مرکزی نخاع یا مجرای اپاندیم را ایجاد می‌کند.
۲- در نخاع لایه‌های Alar ،Marginal ،Mantle و Basal آرایش منظمی داشته و ماده خاکستری به شکل حرف H می‌باشد. اما در پل و بصل‌النخاع این توده‌های سلولی خاکستری به واحدهایی به نام هسته تبدیل می‌شوند. در لابلای هسته‌ها هم ماده سفید دیده می‌شود که در واقع رشته‌های عصبی هستند.
۳- در مدولا و پل سلول‌های صفحه Alar نیز همزمان با سلول‌های صفحه Basal به جلو حرکت می‌کنند. در نتیجه در خلف بطن چهارم نوروبلاست وجود نداشته و این قسمت فقط از صفحه سقفی (Roof plate) تشکیل می‌شود. صفحه سقفی در مراحل بعدی تکامل، پرده پوششی سقف بطن چهارم را ایجاد می‌کند.

شکل ۹-۲. (Sulcus limitans=SL, median Sulcus=MS) پیدایش بطن چهارم و مخچه

در مدولا و پل صفحه Alar حاوی هسته‌های حسی است و صفحه Basal حاوی هسته‌های حرکتی می‌باشد.

مخچه (Cerebellum)

منشأ مخچه از متانسفال (جزئی از مغز خلفی) است. تعدادی از سلول‌های صفحه Alar در ناحیه متانسفال تکثیر یافته و در هر طرف در خلف بطن چهارم برجستگی ایجاد می‌کند که به آنها لبه‌های رومبیک (Rhombic lips) می‌گویند. سپس لبه‌های رومبیک صفحه مخچه‌ای را تشکیل می‌دهند. در رویان 12 هفته‌ای این صفحه دارای بخش مرکزی کوچکی به نام کرمینه یا ورمیس (Vermis) و دو بخش جانبی یا دو نیمکره است. لوب فلوکلوندولار از نظر تکاملی قدیمی‌ترین بخش مخچه محسوب می‌گردد.

در حالی که در نخاع نوروبلاست‌ها در مرکز قرار دارند و زائده آنها به سمت محیط است. در مخچه سلول‌ها از مرکز به محیط مهاجرت کرده و زائده سیتوپلاسمی آنها به سمت مرکز قرار می‌گیرد. به همین دلیل در مخچه جای ماده خاکستری و ماده سفید عوض می‌شود (همانند نیمکره‌های مغزی). 

در این حال تعدادی از نوروبلاست‌ها در مرکز باقیمانده و هسته‌های خاکستری مخچه را به وجود می‌آورند. پس ماده خاکستری مخچه در دو قسمت قرار می‌گیرد:
۱- در قشر
۲- در مرکز لابه‌لای ماده سفید (هسته‌های قاعده‌ای).

شکل ۱۰-۲. شکل سمت راست نمای پشتی-طرفی مزانسفال و رومبانسفال را در یک رویان هشت هفته‌ای نشان می‌دهد. شکل سمت چپ مراحل مختلف رشد مخچه را نشان می‌دهد.

مزانسفال (MesenCephalon)

تکامل در مزانسفال تقریباً مشابه نخاع است. مجرای مرکزی آن باریک بوده و قنات مغزی (Aqueduct of Sylvius) را تشکیل می‌دهد. صفحه بازال (Basal plate) که بخش حرکتی را تشکیل می‌دهد، در ناحیه قدامی قرار داشته و حاوی هسته‌های اعصاب مغزی سوم و چهارم (III و IV؛ اعصاب حرکتی چشم) است. صفحه آلار (Alar plate) که بخش حسی را تشکیل می‌دهد، در ناحیه خلفی قرار داشته و ساختار تکتوم (Tectum) را ایجاد می‌کند.

پروزانسفال (Prosencephalon)

پروزانسفال از دو بخش تشکیل می‌گردد: ۱- دیانسفال ۲- تلانسفال.

دیانسفال (DienCephalon)

دیانسفال از بخش میانی پروزانسفال ساخته می‌شود که شامل یک صفحه سقفی (Roof) و دو صفحه Alar و فاقد صفحات کفی (Floor) و قاعده‌ای (Basal) می‌باشد.  توده سلولی صفحه Basal تحلیل می‌رود در صورتی که توده سلولی صفحه Alar تکثیر یافته، تالاموس و هیپوتالاموس را می‌سازد.

صفحه سقفی دیانسفال از لایه منفردی از سلول‌های اپاندیمال تشکیل می‌شود که با مزانشیم عروقی پوشیده شده است. این دو بخش با هم شبکه کوروئید بطن سوم را می‌سازند. تحتانی‌ترین بخش صفحه سقفی جسم پینه‌آل (Pineal Body) یا اپی‌فیز (Epiphysis) را به وجود می‌آورد. در این بخش مجرای مرکزی حجیم شده و بطن سوم را ایجاد می‌کند.

شکل ۱۱-۲. تصویر راست مقطع ساجیتال پروزانسفال و مزانسفال را نشان می‌دهد. تصویر سمت چپ از مقطع ساجیتال و کرونال پروزانسفال و بطن‌های طرفی و سوم می‌باشد.

هیپوفیز (Hypophysis)

هیپوفیز از دو بخش کاملاً متفاوت منشأ می‌گیرد: ۱- نوروهیپوفیز با منشأ لوله عصبی ناحیه دیانسفال ۲- آدنوهیپوفیز با منشأ اکتودرم دهان اولیه.

نوروهیپوفیز

از دیانسفال یک حباب به نام اینفاندیبولوم به طرف پایین ایجاد شده، به سمت مزانشیم زیر خود رشد می‌کند. این مزانشیم بعدا به تنه استخوان اسفنوئید تبدیل می‌گردد.

آدنوهیپوفیز

منشأ این بخش از اکتودرم دهان اولیه است. با پاره شدن پرده بوکوفارنژیال (غشا دهانی-حلقی)، لوله گوارش به بیرون راه می‌یابد. می‌دانیم که بخش جلویی دهان منشا اکتودرمی و بخش عقبی آن منشأ آندودرمی دارد. تعدادی از سلول‌های اکتودرمی سقف دهان اولیه تکثیر یافته و کیسه راتکه (Rathke pouch) را می‌سازند. این کیسه در داخل مزانشیم مجاور به طرف بالا و عقب و به طرف اینفاندیبولوم رشد می‌کند. در انتهای ماه دوم کیسه راتکه ارتباطش را به حفره دهانی از دست داده و در تماس نزدیک با اینفاندیبولوم قرار می‌گیرد. اینفاندیبولوم ارتباطش را با دیانسفال حفظ کرده و به کف بطن سوم متصل می‌باشد. در جریان تکامل بیشتر، اینفاندیبولوم ساقه بخش عقبی یا لوب خلفی هیپوفیز (نوروهیپوفیز) را تشکیل می‌دهد و کیسه راتکه (Rathke’s pouch) در ادامه تکامل، لوب قدامی هیپوفیز (آدنوهیپوفیز) را ایجاد می‌کند که شامل سه بخش است: بخش قدامی (Pars distalis)، بخش میانی (Pars intermedia) و بخش لوله‌ای (Pars tuberalis).

شکل ۱۲-۲. نحوه تکامل هیپوفیز در رویان شش هفته‌ای

تلانسفال (Telencephalon)

این بخش در انسان رشد بیشتری داشته و نیکمره‌های مغزی را به وجود می‌آورد. امروزه اعتقاد بر این است که انتهای سری لوله عصبی در بطن سوم بسته می‌شود. یعنی در واقع لامینا ترمینالیس (تیغه انتهایی) محل بسته شدن نوروپور قدامی است. بر این اساس، دژنراسیون سلولی در هر نیمکره از مغز باعث ایجاد فضایی به نام بطن طرفی می‌شود که به بطن سوم راه دارد. سپس عروق خونی به بطن‌ها نفوذ کرده شبکه کوروئید را ایجاد می‌کند. این شبکه مسئول ترشح CSF (مایع مغزی-نخاعی یا CerebroSpinal Fluid) می‌باشد.

در نیمکره‌های مغزی وضعیت ماده سفید و خاکستری و هسته‌ها همانند مخچه بوده و تکامل و تکثیر سلولی از مرکز به محیط است. پس نوروبلاست‌هایی که دیرتر تشکیل شده‌اند، موقعیت سطحی‌تری دارند.

مراحل تکامل نورون

به طور کلی در مسیر رشد و تکامل نورون‌ها در جنین چهار مرحله را میتوان ذکر نمود:
۱- Prolifration: شامل تزاید و تکثیر نورون‌ها و سلول‌های گلیال بدون تمایز است. بیشترین زمان تکثیر بین 4-2 ماهگی رخ می‌دهد. سرعت تکثیر بسیار بالا بوده و سلول‌های جدید در لایه ونتریکولار ایجاد می‌گردند.
۲- Migration: سلول‌هایی که در حال تقسیم نیستند، از منطقه تشکیل نورون (Preventricular) به نقاط دیگری از قشر مغز مهاجرت می‌کنند. این مرحله که بین 5-3 ماهگی رخ می‌دهد، یک الگوی Radial-inside-out برای Development ایجاد می‌کند. سلول‌های گلیال رادیال در این زمینه نقش مهمی را ایفا می‌نمایند. مهاجرت غیرطبیعی در ایجاد اختلالاتی از قبیل اوتیسم و اسکیزوفرنی نقش دارد.
۳- Organization: در این مرحله دندریت و آکسون ظاهر شده و به سلول‌های گلیال تمایز مییابد. این مرحله از 6 ماهگی تا هنگام تولد طول می‌کشد.
۴- Myelination: در این مرحله اولیگودندروسیت‌ها تزاید یافته و نورون‌ها میلین‌دار می‌شوند. این مرحله از حدود 6 ماهگی شروع و تا 20 سالگی ادامه می‌یابد.

تغییرات مغز قبل از تولد و در سال‌های اول زندگی

در هفته 20 جنینی، وزن مغز در حدود 100 گرم و در هنگام تولد 4 برابر آن یعنی 400 گرم است. در 18 ماهگی وزن مغز 800 گرم و در سه سالگی به 1100 گرم می‌رسد. مغز فرد بالغ 1400 گرم می‌باشد. در فاصله زمانی بین تولد تا 18 ماهگی افزایش وزن مغز به علت افزایش تعداد نورون‌ها نیست بلکه به واسط Synaptogenesis است که به دنبال آن نوروگلیاها نیز تکثیر یافته و متمایز می‌شوند.

در 2 سال اول زندگی، بیشترین سیناپتوژنز وجود دارد. در فاصله زمانی 18 ماهگی تا سه سالگی فقط 300 گرم به وزن مغز افزوده می‌شود. این فاصله مهمترین زمان برای ثبات سیناپس‌ها و تکمیل زبان مادری و آغاز یادگیری زبان دوم محسوب می‌شود.

مغز در سه سالگی در حدود 1000 تریلیون سیناپس دارد، از این مقدار تعدادی پایدار باقیمانده و تعدادی محو می‌شوند. اینکه کدام یک پایدار بوده و کدام یک از بین می‌روند تحت تأثیر عوامل محیطی است.

ارتباطی که به‌طور مداوم از آنها استفاده می‌شود، اساس سازمان و زمان‌بندی مغز را تشکیل می‌دهد و تعیین می‌کند که چه توانایی‌هایی در فرد رشد کرده و کدام یک محو و ضعیف گردند. مثال در زمان کودکی، اگر بیشتر روی مهارت‌های کلامی کار شود، نورون‌های مربوط به این قسمت سیناپس‌های فعال بیشتری ایجاد کرده و در نتیجه در سنین بالاتر، شخص توانایی کلامی قوی‌تری خواهد داشت. عوامل موثر در رشد اولیه مغز عبارتند از: تغذیه، فعالیت (بازی – خواندن – گوش دادن – صحبت کردن – لمس کردن و غیره)، محیط مناسب، تشخیص سریع و صحیح مشکلات.