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脑的发育与可塑性
苏州大学医学院生理学教研室医学心理学教研室
徐斌
“脑科学与认知科学主要研究方向:
……脑发育、可塑性与人类智力的关系，……”
脑的进化
单细胞动物(无神经)
腔肠动物(神经网)多细胞动物(无脊椎动物)
环节动物(神经节)[神经系统中轴化]
昆虫(头节发育)
鱼类(脑的形成)[神经系统脑化](脊椎动物)
两栖类
爬行类脑的发展
鸟类
哺乳类
灵长类
人类
脑重/体重比增大;前脑扩展;[机能皮质化]
不同动物进化中皮质%的变化
种类新皮质旧皮质古皮质间皮质
刺猬32.429.820.217.6
兔56.014.023.06.2
低等猴85.32.88.73.2
黑猩猩93.31.33.32.1
人95.90.62.21.3
不同动物进化中皮质%的变化
新皮质中联合皮质的增加
灵长类大脑皮质各区表面与整个皮质的比例变化
边缘区中央前区枕区颞区下顶区额区
长尾猴4.28.317.017.00.912.4
类人猿
及猩猩3.17.021.518.62.614.5
人2.18.412.023.07.724.5
灵长类大脑皮质各区的比例变化
脑的发育(一)神经管的形成
约在胚胎第18天,神经系统开始形成,由神经板→神经沟(两侧为神经褶)→约第22天开始融合,
在第23-24天成神经管。
人的神经系统早期发生(上:纵切面;下:横切面)
脑的发育(二)脑的形成
脑的发育
4周时为3脑泡(前、中、菱);6周时发育成5脑泡;随后前脑泡分为两个端脑泡,位于其间的前
脑形成间脑;菱脑泡向两侧扩张,形成小脑,中间为脑桥。
脑的发育(三)神经元的生长与发育
神经元发育过程
增殖
迁移
分化
髓鞘化
突触形成
神经元存活的决定因素:靶细胞信号的调节
1.Detmiler,S.Hamberger,V.于20世纪20-30年代发现:移植两栖类肢芽可使背根神经节
内感觉神经元数增加,除去肢芽,神经元数明显减少;当时认为是靶细胞影响感觉神经细胞增殖与
分化;40年代后,Levi-Montalcini,R.Hamberger,V.发现,去肢芽使本来要长到肢芽的感觉神经
元死亡;由此而发现靶细胞的调节影响和神经生长因子(nervegrowthfactor,NGF)。
2.神经营养素(neurotrophins,NTS)是一组促神经元存活作用的分泌因子。除NGF外,目前
在哺乳动物还分离出脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactors,BDNF),NT3和
NT4/5。
神经营养素主要的信号受体是酪氨酸激酶家族受体trkA,trkB,trkC。NGF与trkA作用;
BDNF和NT4/5与trkB作用;NT3与trkC作用。
3.其它促神经元存活的蛋白质有TGFβ家族成员,白介素6相关细胞因子,成纤维细胞生长因
子等。
4.去除NGF及其受体导致神经元死亡
脑的可塑性(plasticity)
一、生活经历的影响
1.用脑成像技术研究,比较音乐工作者(演奏小提琴)与对照(不练习乐器者)的左、右手的拇指
及小指皮质代表区。结果:
(1)乐手的右手手指及左手拇指
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