Kā attīstās centrālā nervu sistēma?

Trešajā nedēļā pēc apaugļošanās embrija mugurpusē parādās sabiezējums, nervu plāksnīte. Tās malas paceļas, veidojot nervu krokas, kas satuvinās vidū un saaug. Saauguma vieta virzās gan uz priekšu, gan atpakaļ, un pēdējās paliek atvērtas caurulītes galu atveres, priekšējā un aizmugurējā neiropora.

Abu neiroporu noslēgšanās notiek ceturtajā grūtniecības nedēļā pēc apaugļošanās. Ja priekšējā atvere nenoslēdzas, attīstās anencefālija, ja aizmugurējā, rodas spina bifida dažādās smaguma pakāpēs. Tieši tāpēc profilakse ir jāsāk pirms grūtniecības, nevis pēc tās apstiprināšanas.

1. Hordas signāli inducē ektodermu par nervu plāksnīti.
2. Plāksnītes malas paceļas un veido nervu krokas.
3. Krokas satuvinās viduslīnijā un saaug par caurulīti.
4. Nervu vaļņa šūnas atdalās un migrē uz visu ķermeni.
5. Priekšējā un aizmugurējā neiropora noslēdzas, caurulīte kļūst slēgta.

Caurulītes galvas galā drīz vien izveidojas trīs paplašinājumi: priekšsmadzenes, vidussmadzenes un pakaļsmadzenes. Nedaudz vēlāk priekšsmadzenes sadalās divās daļās un pakaļsmadzenes arī divās, tā rodas pieci sekundārie pūslīši. Caurulītes dobums saglabājas visu mūžu kā smadzeņu kambaru sistēma un muguras smadzeņu centrālais kanāls.

Caurulītes siena sākotnēji ir vienkāršs dalīšanās spējīgu šūnu slānis. Tālāk tajā izšķir kambara zonu, kur notiek dalīšanās, starpzonu, kur nostājas nobriedušie neironi, un marginālo zonu, kur veidojas aksonu ceļi. Muguras smadzenēs šī kārtība saglabājas visu mūžu: pelēkā viela iekšpusē, baltā viela ārpusē.

Caurulītes sānu sienās parādās gareniska rieva, sulcus limitans, kas atdala muguras pusi no vēdera puses. Muguras puse jeb spārnu plāksnīte kļūst par jušanas neironu apvidu, vēdera puse jeb bazālā plāksnīte par kustību neironu apvidu. Šis sadalījums izskaidro, kāpēc pieaugušā muguras smadzenēs jušanas saknītes ienāk no aizmugures, bet kustību saknītes iziet no priekšpuses.

Smadzeņu puslodēs notiek pretēji: neironi, kas radušies dziļumā, migrē uz ārpusi un veido garozu, tāpēc tur pelēkā viela ir virspusē. Migrācija notiek pa radiālās glijas šūnu izaugumiem kā pa sliedēm, un vēlāk dzimušie neironi pārvietojas garām agrāk atnākušajiem, veidojot sešus garozas slāņus no iekšpuses uz āru.

Pēc pamatformas izveides sākas ilgākais posms. Neironi izaudzē aksonus, kas augšanas konusa vadībā seko ķīmiskiem signāliem un atrod mērķi dažkārt ļoti tālu. Pēc tam veidojas daudz vairāk sinapšu, nekā vajadzīgs, un tās, kas netiek lietotas, tiek likvidētas. Arī daļa neironu programmēti iet bojā, un tas ir normāls attīstības elements, nevis bojājums.

Mielinizācija sākas augļa dzīves otrajā pusē un turpinās pakāpeniski. Pirmās mielinizējas muguras smadzeņu un smadzeņu stumbra vadīšanas sistēmas, vēlāk garozas asociatīvie ceļi. Pieres daivu savienojumu nobriešana turpinās līdz pat jaunības gadiem, ar ko skaidro pakāpenisku plānošanas un impulsu kontroles uzlabošanos.

Mikroglija, smadzeņu imūnšūnas, šajā procesā nav tikai novērotāja: tā aktīvi apēd liekās sinapses un palīdz veidot galīgo tīkla shēmu. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc iekaisums attīstības laikā var atstāt ilgstošas sekas.

Riska faktori iedalās vairākās grupās, un daļa no tiem ir novēršami.

• Folskābes deficīts pirms ieņemšanas un pirmajās nedēļās: nervu caurulītes defektu risks.
• Atsevišķas infekcijas grūtniecības laikā, piemēram, citomegalovīruss, masaliņas, toksoplazmoze un Zikas vīruss.
• Alkohols: augļa alkohola spektra traucējumi, kuriem nav zināmas drošas devas.
• Daži medikamenti, tostarp atsevišķi pretepilepsijas līdzekļi un A vitamīna atvasinājumi.
• Nekontrolēts cukura diabēts mātei un smags joda vai vairogdziedzera hormonu trūkums.
• Ģenētiskas un hromosomālas izmaiņas, kas ietekmē šūnu migrāciju un dalīšanos.

Nervu caurulītes defekti ir zināmākā grupa: spina bifida ar dažādas pakāpes muguras smadzeņu iesaisti, anencefālija un encefalocēle. Daļu no tiem konstatē prenatālajā skrīningā, un mūsdienās daļā gadījumu iespējama gan pēcdzemdību, gan atsevišķos centros pat augļa operācija.

Atsevišķa grupa ir migrācijas traucējumi, piemēram, lisencefālija ar neizveidotām vagām vai garozas displāzijas nelielos laukumos. Pēdējās nereti izpaužas tikai kā grūti ārstējama epilepsija bērnībā vai pieaugušā vecumā, un tās var atrast tikai ar labas kvalitātes magnētisko rezonansi.

Ja bērna galvas apkārtmērs aug pārāk strauji vai pārāk lēni, ja aizkavējas kustību attīstība vai zūd jau apgūtas prasmes, ja parādās krampji, tas ir iemesls doties pie ārsta. Prasmju zudums ir īpaši nopietns signāls un nekad nav uzskatāms par normālu attīstības posmu.

• Ginekologs un perinatologs: grūtniecības skrīnings, augļa ultrasonogrāfija.
• Neonatologs: jaundzimušā izvērtēšana un agrīnā aprūpe.
• Bērnu neirologs: attīstības traucējumi, krampji, muskuļu tonusa novirzes.
• Neiroķirurgs: nervu caurulītes defektu slēgšana, hidrocefālijas ārstēšana.
• Ģenētiķis: iedzimtu sindromu diagnostika un ģimenes konsultēšana.

Grūtniecības laikā galvenā metode ir ultrasonogrāfija. Otrā trimestra izvērstajā izmeklējumā vērtē galvaskausa formu, kambaru platumu, smadzenīšu un pakauša bedres izskatu, un tieši šīs pazīmes bieži pirmās norāda uz muguras smadzeņu defektu. Papildus izmanto mātes asins bioķīmisko skrīningu un, ja nepieciešams, augļa magnētisko rezonansi, kas dod precīzāku garozas attēlu.

Pēc dzimšanas, kamēr lielais avotiņš ir atvērts, smadzenes var apskatīt ar ultrasonogrāfiju caur to, un tas ir drošs un atkārtojams izmeklējums priekšlaicīgi dzimušiem bērniem. Vēlāk izvēles metode ir magnētiskā rezonanse, jo tā vislabāk parāda garozas uzbūvi un mielinizācijas pakāpi.

Klīniskā novērošana paliek pamatā: galvas apkārtmēra mērīšana un atzīmēšana augšanas līknē, refleksu un tonusa izvērtēšana, attīstības posmu sasniegšanas uzraudzība profilaktiskajās vizītēs.

Pirmkārt, cilvēka smadzeņu garozas vagas un vītnes veidojas tikai grūtniecības otrajā pusē. Līdz vidum smadzeņu virsma ir gluda, un tieši tāpēc ultrasonogrāfija agrīnā stadijā nevar izslēgt garozas veidošanās traucējumus; daļa diagnožu iespējamas tikai vēlāk vai pat pēc dzimšanas.

Otrkārt, tas, ka smadzenes attīstās „no apakšas uz augšu", nozīmē, ka jaundzimušais dzīvo galvenokārt ar smadzeņu stumbra un zemgarozas struktūrām. Tāpēc jaundzimušā refleksu pārbaude ir tik informatīva: tā pārbauda tieši to daļu, kas šobrīd strādā, un šo refleksu izzušana laikā ir tikpat svarīga kā to esamība.

Treškārt, nervu sistēmas attīstība nebeidzas, kad bērns sāk staigāt un runāt. Sinapšu atlase un mielinizācija turpinās gadiem, un tas nozīmē, ka vide, miegs, kustības un valodas pieredze bērnībā ietekmē nevis tikai zināšanas, bet arī pašu tīkla uzbūvi.