神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育及感覺統(tǒng)合

神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育及感覺統(tǒng)合當前第1頁\共有55頁\編于星期四\20點主要內(nèi)容大腦結(jié)構(gòu)與功能神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育感覺整合的神經(jīng)結(jié)構(gòu)及干預(yù)效果當前第2頁\共有55頁\編于星期四\20點當下，您的大腦如何與外界溝通身體移動、說話身體感覺，看到，聽到哪些部位參與？大腦結(jié)構(gòu)與功能當前第3頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)系統(tǒng)組成中樞神經(jīng)系統(tǒng)：腦、小腦周圍神經(jīng)系統(tǒng)：腦神經(jīng)、脊神經(jīng)、內(nèi)臟神經(jīng)當前第4頁\共有55頁\編于星期四\20點主要結(jié)構(gòu)及功能分區(qū)分為以下功能區(qū)：運動皮層區(qū)；感覺皮層區(qū)；特殊感覺皮質(zhì)區(qū)（視覺、聽覺、平衡覺、嗅覺、味覺)；語言中樞；聯(lián)絡(luò)區(qū)；內(nèi)臟皮層區(qū)。額葉：判斷、思考、人格、動機及意志，所以與人格、情操、創(chuàng)造、內(nèi)省有關(guān)；顳葉：記憶功能的重要區(qū)域，同時又是專司聽覺、味覺、嗅覺的中樞，例如在左腦半球的顳葉會將聲音理解成文句（語言理解）；頂葉：接受并處理各種感覺信息，如痛、冷、熱、壓力、物體形狀、大小、質(zhì)材等各種感覺的綜合分析區(qū)，所以與人的空間辨識、空間感受、藝術(shù)理解與鑒賞、語言功能等有關(guān)。枕葉：視覺功能的中樞；當前第5頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)細胞神經(jīng)元樹突、胞體、軸突、突觸當前第6頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)細胞膠質(zhì)細胞：星形膠質(zhì)細胞、少突膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞當前第7頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)系統(tǒng)的運行運動的產(chǎn)生及傳導(dǎo)錐體系上運動神經(jīng)元下運動神經(jīng)元肌內(nèi)當前第8頁\共有55頁\編于星期四\20點感覺傳導(dǎo)神經(jīng)末梢當前第9頁\共有55頁\編于星期四\20點平衡傳導(dǎo)前庭神經(jīng)通路視覺通路深感覺通路當前第10頁\共有55頁\編于星期四\20點視覺傳導(dǎo)及信息處理當前第11頁\共有55頁\編于星期四\20點當前第12頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育紅色框：正常大腦MRI藍色框：左側(cè)大腦梗死綠色框：右側(cè)大腦切除紫色框：嚴重腦積水，腦實質(zhì)只剩10%當前第13頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育當前第14頁\共有55頁\編于星期四\20點當前第15頁\共有55頁\編于星期四\20點7大腦發(fā)育過程當前第16頁\共有55頁\編于星期四\20點1.神經(jīng)管形成2.遷移3.聚集4.分化5.突觸形成6.細胞程序性死亡7.突觸修剪8.髓鞘形成神經(jīng)發(fā)育-出生前當前第17頁\共有55頁\編于星期四\20點中胚層內(nèi)胚層神經(jīng)板外胚層神經(jīng)溝神經(jīng)褶神經(jīng)管神經(jīng)嵴神經(jīng)管體節(jié)(a)最初的胚胎中樞神經(jīng)系統(tǒng)從薄層的外胚層開始發(fā)育。(b)在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中重要的第一步是神經(jīng)溝的形成。(c)神經(jīng)溝壁，即神經(jīng)褶向中靠攏并融合，形成神經(jīng)管。(d)隨著神經(jīng)管的生長，部分外胚層內(nèi)陷到表層下，形成神經(jīng)嵴，最后發(fā)育成外周神經(jīng)系統(tǒng)。中胚層將發(fā)育成骨骼系統(tǒng)和肌肉。一

神經(jīng)管的形成胚胎的背面視圖橫切面神經(jīng)板發(fā)育成神經(jīng)管的過程稱為神經(jīng)胚形成(neurulation)當前第18頁\共有55頁\編于星期四\20點

三個原始腦泡——前腦.中腦和菱腦（第4周）頭曲當前第19頁\共有55頁\編于星期四\20點五繼發(fā)性腦泡——

端腦.間腦.中腦.后腦.末腦（第5周）橋曲腦峽當前第20頁\共有55頁\編于星期四\20點

三個原始腦泡是腦的原基前腦泡中腦泡菱腦泡（后）前N孔閉合腦泡Brainvesicle端腦

間腦后腦末腦第三腦室左、右大腦半球兩個側(cè)腦室背：四疊體腹：大腦腳

中腦腦橋、小腦延髓腦泡腔第四腦室中：中腦導(dǎo)水管當前第21頁\共有55頁\編于星期四\20點(a)初期囊泡壁只有2層：室層和邊緣層。如圖從左到右，每個細胞分裂時都像是在跳舞。分裂時的分裂平面決定細胞的命運。(1)室層中一個細胞的突起向上延伸至軟腦膜。(2)該細胞的細胞核從腦室側(cè)遷移至軟膜側(cè)，同時細胞DNA被復(fù)制。(3)含復(fù)制所得的雙倍遺傳物質(zhì)的細胞核，重新回到腦室側(cè)。(4)細胞突起從軟膜側(cè)縮回。(5)細胞分裂成兩個子細胞。

(b)垂直分裂所形成的子細胞仍繼續(xù)分裂。

(c)水平分裂后，距離室層最遠的子細胞停止分裂，并遷移離去。神經(jīng)細胞增殖遷移、分化邊緣層室層垂直分裂腦室側(cè)軟膜側(cè)水平分裂當前第22頁\共有55頁\編于星期四\20點細胞遷移未成熟的神經(jīng)元稱為成神經(jīng)細胞，它們大多是沿著從室層輻射至軟腦膜的細纖維輻射路徑滑動遷移，這些纖維來源于特殊的放射狀膠質(zhì)細胞，為皮質(zhì)提供賴以生存的支架。當皮層組構(gòu)完成時，輻射狀膠質(zhì)細胞縮回輻射狀突起。大約1/3的成神經(jīng)細胞水平遷移至皮層。邊緣層皮層板中間層室下層室層放射狀膠質(zhì)細胞引導(dǎo)神經(jīng)元突起遷移中的神經(jīng)元拖曳神經(jīng)元突起放射狀膠質(zhì)細胞的突起進行遷移的子細胞的最終命運是由許多因素共同決定的，其中包括前體細胞的年齡和分裂時的環(huán)境。當前第23頁\共有55頁\編于星期四\20點

最終分化為皮質(zhì)下板細胞的成神經(jīng)細胞是首批從室層遷移離去的。接著遷移的將分化為成年動物皮層的成神經(jīng)細胞，穿過皮質(zhì)下板形成另一細胞層，稱為皮層板。第一批到達皮層板的細胞將成為第Ⅵ層皮層神經(jīng)元，接著為第Ⅴ、Ⅳ等層。

每一批新成神經(jīng)細胞的遷移都要越過那些已存在于皮層板中的細胞。從這一角度來說，皮層的裝配是由內(nèi)向外的。這一過程重復(fù)進行直至所有的皮質(zhì)都分化完畢。接著皮質(zhì)下板的神經(jīng)元消失。邊緣層皮層板中間層室層皮質(zhì)下板白質(zhì)最內(nèi)層最早分化最外層最后分化由內(nèi)向外的皮層發(fā)育當前第24頁\共有55頁\編于星期四\20點中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞成分的組織發(fā)生膠質(zhì)細胞的發(fā)生晚于神經(jīng)細胞。當成神經(jīng)細胞的生成停止后，神經(jīng)上皮細胞才開始產(chǎn)生成膠質(zhì)細胞神經(jīng)管細胞經(jīng)過增殖、分化，產(chǎn)生各種神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞，并通過遷移等過程形成高度有序的組織結(jié)構(gòu)。神經(jīng)元產(chǎn)生軸突和樹突，神經(jīng)元之間、神經(jīng)元與靶組織之間形成高度特異的突觸連接網(wǎng)絡(luò)，最終形成一個有功能的神經(jīng)系統(tǒng)。當前第25頁\共有55頁\編于星期四\20點中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞命運？當前第26頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)軸突的生長首先決定于其自身表達的基因產(chǎn)物。當前第27頁\共有55頁\編于星期四\20點

神經(jīng)軸突的生長也決定于其所處的環(huán)境因素(environmentalcues),某些因素具有吸引作用，而某些具有排斥作用。這些環(huán)境因素包括其伸展途徑中的組織結(jié)構(gòu)、胞外基質(zhì)成分、相鄰細胞的表面特性。當前第28頁\共有55頁\編于星期四\20點神經(jīng)營養(yǎng)因子的作用由靶細胞分泌的NGF、BDNG、NT-3/4/5等是近距離趨向因子，某種因子對一種神經(jīng)元起吸引作用，但可能對另一種神經(jīng)元起排斥作用。當前第29頁\共有55頁\編于星期四\20點

在通路形成過程中神經(jīng)元的整體數(shù)量減少，這一過程即為程序性細胞凋亡(Programmedcelldeath,PCD)。軸突到達靶位后突觸開始形成，突觸前軸突及神經(jīng)元的數(shù)量逐步減少。

細胞凋亡反映了對營養(yǎng)因子(trophicfactor)的竟爭，這種有限的維持生命的物質(zhì)是由靶細胞提供的。這一過程可使突觸前和突觸后神經(jīng)元的數(shù)量相匹配。選擇性細胞死亡(PCD)初始狀態(tài)競爭營養(yǎng)因子之后當前第30頁\共有55頁\編于星期四\20點(a)最初，每一根肌纖維接受來自于若干個α運動神經(jīng)元的輸入。發(fā)育過程結(jié)束，只剩下了其中的一個，其余全部消失。

(b)突觸后AChR的消失先于軸突分支的回縮。用α金環(huán)蛇毒素僅僅將受體的一個亞基阻斷，也能激發(fā)突觸減少。α運動神經(jīng)元未成熟肌細胞的多神經(jīng)支配成熟一個α運動神經(jīng)元軸突支配一根肌纖維神經(jīng)肌肉接頭處小面積的ACh受體被阻斷ACh受體被阻斷后。軸突分支的回縮ACh受體被阻斷后。ACh受體的喪失突觸減少當前第31頁\共有55頁\編于星期四\20點出生后大腦變化及可朔性成人腦容積是新生兒的4倍出生前，神經(jīng)元產(chǎn)生及遷移基本完成出生后最顯著的是神經(jīng)元樹突大小和復(fù)雜性的變化當前第32頁\共有55頁\編于星期四\20點剛出生時，每神經(jīng)元大約2500個突觸，兩三歲的時候，每神經(jīng)元15000個不經(jīng)常被刺激的神經(jīng)元將失去其突觸(“突觸修剪”)。在兒童期和青少年期將有40℅的突觸聯(lián)結(jié)被刪減，一次在2歲左右，一次在8-14歲只有經(jīng)歷了修剪重構(gòu)過程，腦內(nèi)才能形成更為精確的突觸連接豐富環(huán)境刺激成熟突觸的密度明顯增加剪去2月齡小鼠嘴部一側(cè)胡須，發(fā)現(xiàn)其腦內(nèi)同側(cè)樹突棘的密度也出現(xiàn)明顯下降突觸修剪當前第33頁\共有55頁\編于星期四\20點睡眠、突觸修剪、記憶睡眠中的老鼠腦中的突觸比覺醒的老鼠要小18%記憶測試：小鼠在電房接受電擊，然后正常睡眠，第二天放回電房，小老鼠都嚇得不敢動彈。然后將它們放到新的房間，它們會周圍探索。另一組小鼠在電房間接受電擊，然后在睡眠前用藥阻止突觸修剪。第二天放回電房，小鼠也是嚇得不敢動彈。但將它們放到新的房間，它們依然不敢動彈。被注入化學物質(zhì)的老鼠無法記住它們具體是在哪一件房間受到電擊。由于在夜間沒有進行突觸修剪，它們的記憶最終變得很混亂。當前第34頁\共有55頁\編于星期四\20點超常智力組：大腦皮層開始相對較薄，迅速增厚，在11歲時達到的頂峰，接著在青少年早期變薄較快。一般智力組：的變化有兩種模式：在兒童時期大腦皮層穩(wěn)定而緩慢地增厚，或者快速增加在七八歲時達到頂峰，接著是穩(wěn)定下降的過程。高智力組：大腦皮層的發(fā)育模式介于兩者之間，與一般智力組的孩子更接近些。皮層發(fā)育模式?jīng)Q定IQ，而不是百度皮層厚度變化與IQ當前第35頁\共有55頁\編于星期四\20點2歲時已經(jīng)接近成年人水平，但一生都在變化髓鞘增加提高神經(jīng)傳導(dǎo)的速度和效率，增強相應(yīng)的聯(lián)接雜耍訓練增加視皮層白質(zhì)有氧運動增加髓鞘厚度髓鞘發(fā)育當前第36頁\共有55頁\編于星期四\20點學習一項新技能對髓鞘的需求敲除MRF基因（紅色），阻斷小鼠形成新的髓鞘，小鼠不能掌握在復(fù)雜運動齒輪上運動的新技能證實新髓鞘形成對運動技能的學習很重要髓鞘發(fā)育當前第37頁\共有55頁\編于星期四\20點策略記憶高級推理訓練明顯增加腦外傷患者功能連接腦功能連接

當前第38頁\共有55頁\編于星期四\20點音樂訓練對腦功能的影響AI:運動皮層，AI：聽覺皮層，SI感覺皮層，VI：視皮層兒童認知功能訓練增加顳前葉、上頂葉與額中葉的連接腦功能連接

當前第39頁\共有55頁\編于星期四\20點早期大腦損傷和發(fā)育可朔性成人右腦損傷，只能畫出原圖局部細節(jié)，而忽略整體部分。左腦損傷，只能畫出原圖整體部分，而忽略局部細節(jié)。

成人右腦負責細節(jié)，左腦負責整體。

兒童右腦損傷，只能畫出原圖局部細節(jié)，而忽略整體部分。左腦損傷，原圖整體、局部細節(jié)忽略。

兒童右腦負責細節(jié)，左腦負責整體和細節(jié)。成人語言中樞損傷會長期語言缺陷

出生前損傷，語言發(fā)育延遲，5歲時掌握絕大多數(shù)語言能力

但語言熟練度比正常差，延續(xù)到成年當前第40頁\共有55頁\編于星期四\20點早期大腦損傷和發(fā)育可朔性出生前后左腦損傷兒童，處理局部及整體信息時，右側(cè)半球（未損傷）更多激活生前后右腦損傷兒童，處理局部及整體信息時，左側(cè)半球（未損傷）更多激活可以利用未損傷大腦神經(jīng)回路行使功能，代償能力強。當前第41頁\共有55頁\編于星期四\20點影響神經(jīng)發(fā)育因素基因唐氏綜合癥：一個額外的21號染色體脆性X染色體綜合征：FMR1基因5‘端（CGG）n的異常擴增Rett綜合征：X染色體上的MECP2（甲基化結(jié)合蛋白２）基因突變威廉綜合癥：7號染色體長臂7q11.23區(qū)段部分缺損，造成21個基因失活染色體22q11.2微缺失綜合征：染色體22q11微缺失快樂木偶綜合癥：15號染色體q11-q13缺失感染代謝性疾病營養(yǎng)腦外傷環(huán)境毒物當前第42頁\共有55頁\編于星期四\20點忽視對神經(jīng)發(fā)育的影響兒童忽視可能是世界上最為常見的兒童虐待形式，危害？危害持續(xù)時間？忽視多久產(chǎn)生傷害？羅巴尼亞孤兒系列研究，出生后-43個月在孤兒院，被英國家庭領(lǐng)養(yǎng)，將他們分為兩組（6個月前被領(lǐng)養(yǎng)組，6個月后被領(lǐng)養(yǎng)組），對照組是英國孤兒，出生后就被領(lǐng)養(yǎng)。分別在6，11，15，22-25歲進行評估。6個月后被領(lǐng)養(yǎng)組，在6歲時，自閉、去抑制社交、注意力低下和過度敏感、智能受損。到了25歲時，除了智能受損恢復(fù)，出現(xiàn)了更多的問題，自閉、去抑制社交、注意力低下和過度敏感、父母評估的情感問題，自我評估的情感問題，父母評定品行問題，教育程度低、失業(yè)高。然而，只在孤兒院6個月就被收養(yǎng)的兒童，這些問題都沒有。兒童忽視對神經(jīng)發(fā)育影響明顯，但大腦發(fā)育有一個關(guān)鍵時期，錯過了就會有后遺癥。當前第43頁\共有55頁\編于星期四\20點羅馬尼亞孤兒左鉤束明顯變?。–），與認知，社會情感等相關(guān)PET眶額葉回、前額葉皮質(zhì)，顳區(qū)（杏仁核和海馬頭）和腦干葡萄糖代謝明顯降低皮層及皮層的髓鞘體積更少當前第44頁\共有55頁\編于星期四\20點嬰兒對父母大腦的影響母，產(chǎn)后2-4周：杏仁核，基底節(jié)，小腦，額葉皮質(zhì)。警覺，對傷害的恐懼，對計劃作出適當反應(yīng)母，產(chǎn)后3-4月：下丘腦，前扣帶回。激素調(diào)節(jié)，情感喚醒父，產(chǎn)后2-4周：前扣帶回、視皮層、顳葉、海馬旁。情感喚醒，照看。父，產(chǎn)后3-4月：前扣帶回、內(nèi)側(cè)額葉、頂葉。情感喚醒當前第45頁\共有55頁\編于星期四\20點感覺整合神經(jīng)基礎(chǔ)上丘是感覺整合的中心之一上丘整合神經(jīng)元比例當前第46頁\共有55頁\編于星期四\20點感覺整合神經(jīng)基礎(chǔ)整合神經(jīng)元工作模式，增強，抑制四種養(yǎng)育環(huán)境對感覺整合神經(jīng)元神經(jīng)沖動的影響感覺整合神經(jīng)在腦內(nèi)的標記當前第47頁\共有55頁\編于星期四\20點5月齡嬰兒，看到講話及聽到聲音同步時，腦電腦波幅更大。15歲左右，視聽覺整合成熟當前第48頁\共有55頁\編于星期四\20點感覺統(tǒng)合當前第49頁\共有55頁\編于星期四\20點音樂家對聽觸覺反應(yīng)更快，尤其是多感覺協(xié)調(diào)的多感覺輸入，增加音樂家的短期記憶感覺協(xié)調(diào)一致，效果更好當前第50頁\共有55頁\編于星期四\20點感覺整合對IQ的影響

多感覺刺激增強注意力，知覺處理和記