DESARROLLÓ DEL SISTEMA NERVIOSO

1. El sistema nervioso no es una red estática de elementos interconectados, tal como implica el modelo de esquema de conexiones; es más bien un órgano vivo, con plasticidad (que puede cambiar), el cual se desarrolla y cambia continuamente en respuesta a sus programas genéticos y la interacción con su medio ambiente.

1.1. Fases del desarrollo neutral.

1.1.1. -Inducción de la placa neural:El desarrollo de la placa neural constituye la primera fase importante del desarrollo nervioso en todos los vertebrados. Parece ser que el desarrollo de la placa neural está inducido por señales químicas procedentes de un área del mesodermo subyacente área a la que en consecuencia se alude como a un organizador. -Proliferación neuronal:Una vez que se han fusionado los labios del surco neural para originar el tubo neural, las células del tubo comienzan a proliferar (su cantidad aumenta extraordinariamente). Esta proliferación neuronal no se produce de modo simultáneo o de la misma forma en todas las partes del tubo.

1.2. Migración y agrupamiento.

1.2.1. Migración: Una vez que se han generado células mediante división celular en la zona ventricular del tubo neural, éstas migran hasta el lugar de destino apropiado. Durante este período de migración, las células están todavía en un estado inmaduro.

1.2.1.1. Migración radial: avanza hacia afuera desde la zona ventricular en línea recta hasta la pared externa del tubo. Migración tangencial: se da en ángulo recto a la migración radial esto es, paralela a las paredes del tubo. La mayoría de las células se implican tanto en la migración radial como en la tangencial para llegar desde su punto de origen en la zona ventricular hasta su punto de destino.

1.2.1.1.1. Métodos de migración.

1.2.2. Agrupamiento: Una vez que las neuronas en desarrollo han migrado deben alinearse con otras neuronas que han migrado a la misma zona para formar las estructuras del sistema nervioso. Este proceso se denomina agrupamiento. Se piensa que tanto la migración como el agrupamiento están mediados por moléculas de adherencia celular las cuales se localizan en la superficie de las neuronas y de otras células. Las moléculas de adherencia celular tienen la capa- cidad de reconocer moléculas de otras células y adherirse a ellas..

1.3. Crecimiento del axón y formación de sinapsis.

1.3.1. Crecimiento del axón: Una vez que las neuronas han migrado a su lugar adecuado y se han agrupado en estructuras nerviosas comienzan a surgir de ellas axones y dendritas. Para que el sistema nervioso funcione, estas proyecciones han de extenderse hasta sus objetivos adese habían rotado, pero cuyos nervios ópticos no habían sido seccionados, respondieron exactamente de la misma forma. *La hipótesis de la quimioafinidad* Planteó la hipótesis de que cada superficie postsináptica del sistema nervioso libera un marcador químico específico y que cada axón en crecimiento es atraído por el marcador hasta su objetivo postsináptico, tanto durante el desarrollo nervioso como durante la regeneración. * La hipótesis del gradiente topográfico* Conforme a esta hipótesis, los axones que se desarrollan a partir de una superficie topográfica son guiados a objetivos específicos que están dispuestos sobre la superficie terminal del mismo modo que lo están los axones de los cuerpos celulares sobre la superficie original. La parte clave de esta hipótesis es que los axones en crecimiento son guiados a sus destinos por dos gradientes señal en intersección.

1.3.2. Formación de sinapsis: Una vez que los axones han alcanzado el objetivo deseado, han de establecer un modelo de sinapsis apropiado. Una neurona individual puede desarrollar un axón por sí misma, pero se requiere una actividad coordinada entre al menos dos neuronas para crear una sinapsis entre ellas. Esta es una de las razones por las que nuestro conocimiento de cómo los axones conectan con sus objetivos se ha rezagado en comparación con nuestro conocimiento de cómo los alcanzan.

1.4. Muerte neuronal y nueva disposición sináptica.

1.4.1. Nueva disposición sináptica: Durante el período de muerte celular, las neuronas que han establecido conexiones incorrectas son particularmente propensas a morir. Cuando mueren, el espacio que han dejado vacante en las membranas postsinápticas es ocupado por los terminales axónicos que brotan de las neuronas supervivientes. Así pues, la muerte celular da lugar a una reorganización masiva de las conexiones sinápticas. Esta fase de reorganización sináptica tiende a agrupar el output de cada neurona en una pequeña cantidad de células postsinápticas, aumentando así la selectividad de la transmisión.

1.4.2. Muerte neuronal :es una parte normal e importante del desarrollo nervioso. Tal desarrollo parece operar siguiendo el principio de supervivencia del más apto, se producen muchas más neuronas alrededor de un cincuenta por ciento más de las que se requieren y sólo sobreviven las más aptas. La muerte a gran escala no constituye una fase del desarrollo limitada en el tiempo; se produce en oleadas en diversas partes del encéfalo a lo largo del desarrollo. Tres hallazgos sugieren que las neuronas en desarrollo mueren debido a su incapacidad de competir con éxito por sustancias químicas vitales que les suministran sus lugares de destino En primer lugar, la implantación de objetivos adicionales reduce la muerte neuronal. -En segundo lugar, destruir algunas de las neuronas que crecen en un área antes del período de muerte celular aumenta la tasa de supervivencia de las neuronas restantes. -En tercer lugar, aumentar la cantidad de axones que inervan inicialmente un objetivo dismi- nuye la proporción de neuronas que sobreviven.

2. Efectos de la experiencia en el desarrollo inicial, mantenimiento y reorganización de los circuitos neurales.

2.1. Mecanismos por los que la experiencia puede influir en el desarrollo neural. Está bien establecido que la experiencia ejerce un efecto trascendental sobre el desarrollo y el mantenimiento de los circuitos neurales, pero todavía no se conocen bien los mecanismos a través de los que la experiencia ejerce esos efectos. El problema no es la falta de posibles mecanismos, sino más bien que son demasiados: -Se ha demostrado que la actividad neural regula la expresión de genes que dirigen la síntesis de moléculas de adherencia celular. Así, al influir en la actividad neural, la experiencia podría producir cambios en la adherencia celular. -Se ha comprobado que la actividad neural influye en la liberación de neurotrofinas, al influir sobre la actividad neural, la experiencia podría fomentar y dirigir el crecimiento de neuronas e influir en su supervivencia. -Algunos circuitos neurales están espontáneamente activos en una etapa temprana del curso del desarrollo cerebral, y para que progresen normalmente ciertos aspectos del desarrollo cerebral se requiere la actividad de estos circuitos. De este modo, influyendo en la actividad de circuitos neurales espontáneamente activos, la experiencia podría influir en el curso del desarrollo del cerebro.

2.2. Estudios iniciales de la experiencia y desarrollo neural. Muchas de las primeras demostraciones de las repercusiones de las primeras experiencias sobre el desarrollo neural proceden de dos líneas de investigación: el estudio de los efectos de la privación visual temprana y el estudio de la exposición temprana a ambientes ricos en estímulos. Por ejemplo, se ha encontrado que las ratas criadas desde el nacimiento en oscuridad tienen menos sinapsis y menos espinas dendríticas en la corteza visual primaria, así como una visión de profundidad y de patrones visuales deficiente cuando llegan a ser adultas. Por el contrario, las ratas que se han criado en jaulas de grupo con muchos estímulos en vez de criarse solas en jaulas estériles tienen cortezas más gruesas, con más espinas dendríticas y más sinapsis por neurona.

2.3. Carácter competitivo de la experiencia y el desarrollo neural. La experiencia fomenta el desarrollo de circuitos neurales activos y el mantenimiento o la reorganización de los existentes, pero en esto parece haber un aspecto competitivo. Este aspecto competitivo queda ilustrado claramente por los perjudiciales efectos de la privación monocular temprana. El carácter competitivo de los efectos de la actividad neural sobre la reorganización sináptica se ha demostrado asimismo en experimentos realizados con neuronas motoras y células musculares. Al parecer, las neuronas motoras compiten entre sí por los contactos sináptícos con las células musculares y las sinapsis activas adquieren prioridad.

3. Trastornos del desarrollo neural: autismo y síndrome de Williams

3.1. El autismo es un trastorno complejo del desarrollo neural que por lo general ocurre en aproximadamente 4 de cada 10.000 individuos. Suele manifestarse antes de los 3 años de edad y después cambia poco. El autismo es un trastorno difícil de tratar. La terapia comportamental intensiva puede mejorar las vidas de algunos individuos, pero rara vez es posible que una persona con autismo sea independiente, incluso si representa uno de los pocos casos en los que la inteligencia es razonablemente normal.

3.2. Síndrome de Williams: Es un trastorno multisistémico, genético y poco frecuente, del neurodesarrollo caracterizado por una apariencia facial característica, anomalías cardíacas (siendo la estenosis aórtica supravalvular la más común), anomalías cognitivas, del desarrollo y del tejido conectivo (como laxitud articular). Se presenta cuando no se tiene una copia de los genes 25 al 27 en el cromosoma número 7. Sin embargo, cuando alguien tiene un cambio genético, sus hijos tienen 50% de probabilidades de heredarlo.