PB- T8 Desarrollo del Sistema Nervioso

En este Tema se presentan las cuestiones fundamentales del proceso de desarrollo que lleva a la formación de la organización del sistema nervioso (SN) humano, ya funcional y maduro, que se ha explicado en los Temas anteriores. Este proceso del desarrollo del SN es una expresión más del programa genético que dirige la morfogénesis del individuo (adquisición de la forma y características generales de la especie) y comienza muy pronto en la vida embrionaria.

En el primer apartado se presenta el proceso que conduce a determinar la naturaleza neural de una parte del embrión y a formar las primeras estructuras neurales, incidiendo en las múltiples interacciones que se producen en el tejido embrionario durante este proceso y en las señales que que lo controlan.

A continuación, siguiendo la secuencia iniciada en el anterior, el segundo apartado presenta el proceso que conduce a establecer límites en el tejido neural y a formar las distintas divisiones del SN, revisando los procesos que establecen la separación e interacción entre el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP), y los factores que determinan la configuración de las distintas divisiones del SNC.

Finalmente, se dedica un gran apartado para explicar que el proceso del desarrollo se lleva a cabo en diversas fases durante las que el SN es una estructura extremadamente dinámica, con una gran capacidad de cambio, señalando que cada una de las fases del proceso requiere una gran precisión y de su correcta ejecución depende la organización y el funcionamiento posterior del SN. Se revisan los aspectos fundamentales de las fases de proliferación celular, migración, diferenciación neuronal, formación de las vías de conexión, supervivencia y muerte neuronal, y remodelación de las vías de conexión exponiendo el conocimiento actual sobre ellas y cómo están dando respuesta los neurobiólogos del desarrollo a las preguntas apasionantes que conlleva su investigación.

La investigación del desarrollo del SN, en sus múltiples procesos, ha sido uno de los campos más activos de la Neurociencia desde comienzos del s. XX y se ha obtenido una panorámica bastante elaborada de las claves fundamentales que lo dirigen.

ntaciones para el estudio de los contenidos

En el primer apartado del capítulo se exponen los acontecimientos iniciales del desarrollo del SN señalando que la adquisición de su forma (morfogénesis) comienza en un periodo muy temprano de la vida. Para comprender esta etapa inicial es preciso atender al proceso (gastrulación) que conduce a la formación de las distintas capas embrionarias. El apartado se centra en explicar el proceso que produce la determinación neural en una de las capas embrionarias y los pasos en los que sigue la formación de las primeras estructuras neurales. Se debe conocer en qué consiste la neurulación del embrión, cuándo se produce y los pasos que sigue. En este contexto, la inducción neural es un concepto fundamental para cuya comprensión hay atender a las interacciones que se producen entre las capas embrionarias durante este proceso y a las señales que lo desencadenan. Es importante conocer cómo se forma la placa neural, el periodo de tiempo en el que se origina y los pasos que sigue su desarrollo posterior. Se debe prestar atención al proceso de formación del tubo neural y la cresta neural y tener en consideración el periodo en el que se produce, las alteraciones que pueden ocurrir en este proceso y los factores que pueden estar implicados.

En el segundo apartado del Tema se expone cómo se establecen los límites y se forman las distintas divisiones del SN a partir de las primeras estructuras neurales. Comprender cómo se lleva a cabo este proceso durante la ontogenia ayuda a comprender la organización madura del SN expuesta en los capítulos anteriores. Al estudiar los distintos epígrafes de este apartado no es preciso agobiarse para memorizar las fechas concretas en las que se producen los distintos Respecto a la proliferación celular hay que comprender cómo es la estructura del neuroepitelio del tubo neural al comenzar esta fase identificando los procesos que se producen en las zonas proliferativas y las células de las que se originan las células nerviosas, prestando atención a cuándo y dónde se produce su determinación como neuronas inmaduras o glioblastos. Es preciso conocer cuál es la principal zona proliferativa en la mayoría del tubo neural y las otras zonas proliferativas que existen en el telencéfalo y en el cerebelo y las células que nacen en ellas. Otro aspecto importante respecto a la proliferación es conocer los periodos en los que se produce la neurogénesis.

La migración es la fase en la que las células nerviosas abandonan el lugar en el que han nacido y se dirigen a su destino definitivo. Se debe insistir en comprender y diferenciar los mecanismos migratorios que utilizan las células que se originan del tubo neural y de la cresta neural, y conocer los elementos que intervienen, en cada caso, en la migración celular. Para explicar cómo configuran las neuronas migratorias las diversas estructuras del SNC, se exponen como ejemplos la corteza cerebral y el cerebelo. Puesto que en ambas estructuras existen capas horizontales, se ilustra cómo se establece esta estratificación. Se debe prestar atención a cómo se forman las capas de la corteza cerebral, el patrón de migración que siguen las neuronas corticales, y el patrón con el que se establecen en su capa en relación con la fecha de proliferación, y también a las distintas rutas de migración que siguen las células del cerebelo en relación con su lugar de proliferación. Los procesos que determinan dónde terminan su migración las células nerviosas (las teorías que se han postulado al respecto) y los factores que intervienen son también conceptos a tener en consideración.

En la fase de diferenciación neuronal, las neuronas inmaduras adquieren las características de las neuronas maduras. Se debe prestar atención a cuándo ocurre este proceso y a los factores que determinan la diferenciación celular. El crecimiento de los axones, proceso necesario para la formación de las vías de conexión entre las distintas estructuras, es un aspecto más de la maduración neuronal. En el texto se explica cómo se produce el crecimiento de las prolongaciones neuronales, incidiendo en las estructuras que lo impulsan (conos de crecimiento) y en las sustancias que favorecen su crecimiento, aspectos que se deben conocer. Del mismo modo, se deben tener en consideración los factores que guían los axones a sus destinos y los procesos que implican prestando atención a las hipótesis que se han formulado al respecto y a sus autores.

Es fundamental comprender que la muerte celular natural (que recibe diferentes denominaciones) y que ocurre normalmente durante el desarrollo, controla y ajusta las poblaciones neuronales. Se debe prestar atención a los periodos en los que ocurre y de modo especial a los diversos factores que promueven la supervivencia neuronal, cómo y en qué periodos actúan, las sustancias implicadas y las hipótesis y teorías que se han propuesto respecto a estos procesos. Al estudiar estos contenidos se debe incidir en el descubrimiento de las primeras sustancias neurotróficas, la relación que tiene la supervivencia y la muerte neuronal con la sinaptogénesis y los efectos que producen los factores endocrinos al actuar en determinados periodos del desarrollo sobre las poblaciones neuronales.

Después de ajustarse las poblaciones neuronales se produce la remodelación de las vías de conexión. Al estudiar esta fase del desarrollo se deben tener en consideración los procesos que conlleva, los periodos en los que se produce y las consecuencias que tiene su coincidencia con el inicio de la actividad neural. El concepto de la superabundancia (de neuronas, de vías o de sinapsis) inicial que se ajusta en fases posteriores del desarrollo subyace en varios apartados del tema. Comprender la hipótesis de la competencia, las investigaciones que contribuyeron a su formulación y su relación con el concepto de plasticidad neural son contenidos fundamentales en este contexto y también las consecuencias que tiene la reorganización sináptica. Un concepto fundamental para comprender la capacidad de cambio, de adaptación del SN, es el de los periodos críticos.

En el último epígrafe nos preguntamos hasta cuándo se produce la remodelación. Se expone como un concepto fundamental la relación que existe entre el proceso de mielinización (con los periodos en los que se produce) y la remodelación de los circuitos neurales, y su influencia en la capacidad funcional del SN. Y finalizamos señalando que la plasticidad neural se mantiene durante toda la vida y que esta capacidad reside en los cambios en las sinapsis y en las remodelaciones de las poblaciones neuronales en las que se produce neurogénesis en la edad adulta.

Apuntes del tema