Središnji živčani sustav (lat. systema nervosum centrale ili pars centralis systematis nervosi) razvija se iz ektoderma. Početkom 3. tjedna embrionalnog života javlja se neuralna ploča kao zadebljanje ektoderma s dorzalne (stražnje) strane zametnog štita. Potom se lateralni (postranični) rubovi neuralne ploče uzdignu u neuralne nabore koji se dalje uzdižu, primiču i konačno spajaju tvoreći neuralnu cijev. Kranijalni i kaudalni kraj te cijevi su prvo otvoreni gdje je prednji otvor neuroporus anterior (zatvara se 25. dan), a stražnji neuroporus posterior (zatvara se 27. dan). Stijenka neuralne cijevi izgrađena je od nediferenciranih stupićastih neuroepitelnih stanica koje su usmjerene od šupljine prema površini neuralne cijevi i raspoređene u jednom sloju tako da su njihove jezgre položene u više redova (tzv. pseudostratificirani stupićasti epitel). Od njih se umnažanjem (proliferacijom) razviju svi neuroni i makroglija (astrociti i oligodendrociti) središnjeg živčanog sustava čije su sastavnice:Marko Zorić: Embrionalni i fetalni razvoj mozga , Gyrus 1 (2013) 17-19O'Rahilly R, Müller F. Neurulation in the normal human embryo. Ciba Found Symp. 1994;181:70-82; discussion 82-9. Review.

SredišnjiživčanisustavMozakProsencephalonTelencephalonRhinencephalon, Amygdala, Hippocampus, Neocortex, Bazalni gangliji, Lateralne moždane komoreDiencephalonEpithalamus, Thalamus, Hypothalamus, Subthalamus, Hipofiza, Epifiza, Treća moždana komoraMoždano debloMesencephalonTectum, Moždani krakovi, Pretectum, Vodovod srednjeg mozga (lat. aqueductus mesencephali)RhombencephalonMetencephalonMost (lat. pons), Mali mozak (lat. cerebellum)MyelencephalonProdužena moždinaKralježnična moždina

Histogeneza

Histogeneza je proces uspostavljanja histološke (tkivne) građe središnjeg živčanog sustava. Histogenetski procesi uzrokuju tri temeljne promjene neuralne cijevi embrija: a) intenzivno se povećava cjelokupna razvojna osnova središnjeg živčanog sustava, b) promjene oblika različitim rastom dijelova cijevi pa se neuralna cijev na nekoliko mjesta pregiba i mijenja oblik, a to postupno nastajanje vanjskog oblika odraslog mozga je morfogeneza, c) promjenama građe stijenke neuralne cijevi nastaju privremene embrionalne ili fetalne zone.

Ključna promjena oblika neuralne cijevi je pojava moždanih mjehurića, što omogućuje temeljnu regionalnu podjelu mozga. Razlike intenziteta, trajanja i posebnih obilježja histogenetskih procesa u svakom pojedinom području moždane osnove omogućuju nam podjelu razvojnog procesa u niz razvojnih stadija, faza i razdoblja. Ta razvojna razdoblja potom služe kao vremenski pokazatelji za praćenje histogenetskih procesa i kritičnih razdoblja, vulnerabilnosti i stupnja razvojnog poremećaja nakon djelovanja različitih patogenetskih činitelja. Pored toga, navedene razlike intenziteta, trajanja i posebnih obilježja histogenetskih procesa dovode do oblikovanja posebnih slojeva stijenke embrionalnog i fetalnog mozga.Ti slojevi su embrionalne zone, što služe kao prostorni pokazatelji histogenetskih procesa. Tri embrionalne zone su univerzalne jer ih imaju svi dijelovi neuralne cijevi. Poredane od šupljine neuralne cijevi prema pijalnoj (vanjskoj) površini: ventrikularna zona (VZ), intermedijalna zona (IZ) i marginalna zona (MZ). U stijenci fetalnog telencefalona razviju se još tri posebne zone: subventrikularna zona (SVZ), subplate zona (SP) i kortikalna ploča (KP). MZ, KP i SP zajedno tvore razvojnu osnovu moždane kore.

Histogenetski procesi Histogenetske procese u središnjem živčanom sustavu dijelimo u dvije temeljne skupine: Progresivni histogenetski procesi - od malog i jednostavnog prema većem i složenijem: a) proliferacija (umnožavanje stanica nizom uzastopnih mitoza), b) migracija (putovanje stanica od mjesta posljednje mitoze do ciljnog područja u kojem se konačno smjeste), c) diferencijacija morfološkog fenotipa neurona tj. izrastanje dendrita (dendrogeneza) i aksona (aksonogeneza) i dostizanje odraslog oblika i veličine some (tijela neurona), d) diferencijacija kemijskog fenotipa tj. razvoj neurotransmiterske specifičnosti neurona, e) razvoj sinapsi (sinaptogeneza) čime se uspostavljaju specifični neuronski sustavi i krugovi. Procesi razvojne reorganizacije -tijekom razvoja, strukturno-funkcionalno ustrojstvo mozga se nekoliko puta temeljito promjeni, a te promjene nazivamo procesima razvojne reorganizacije. Primjerice, embrionalne i fetalne zone su privremene tvorbe i nema ih u odraslom mozgu, a neke vrste neurona (npr. subplate neuroni i Cajal-Retziusove stanice) i glije (npr. radijalna glija) postoje samo u fetalnom mozgu, gdje imaju specifične razvojne funkcije. Stanice, aksoni i sinapse isprva se prekomjerno stvaraju, a potom velik dio njih nestane. Tipični reorganizacijski procesi su sljedeći: a) prirodna smrt prekobrojnih neurona, b) povlačenje i premještanje aksona ili aksonskih ogranaka (nestanak privremenih projekcijskih veza između neurona), c) smanjivanje broja prekobrojnih dendritičkih trnova, d) nestanak privremenih i smanjivanje broja prekobrojnih sinapsi, e) promjene neurotransmiterskog fenotipa neurona.

Razvoj mozga - moždani mjehurići

Nejednako odvijanje histogenetskih procesa dovodi do pojave tri uzastopna proširenja prednjeg kraja neuralne cijevi - to su primarni moždani mjehurići: prosencephalon (prednji mozak), mesencephalon (srednji mozak) i rhombencephalon (stražnji mozak). U 5. embrionalnom tjednu nastaju sekundarni moždani mjehurići jer se prosencephalon podijeli na telencephalon (krajnji mozak) i diencephalon (međumozak), a rhombencephalon se podijeli na metencephalon i myelencephalon. Od tih mjehurića se razviju glavna područja odraslog mozga: Telencephalon: od parnih telencefaličkih mjehurića razviju se moždane polutke (hemisfere) čiju površinu prekriva tanka moždana kora (cortex cerebri), a unutrašnjost čine bijela tvar velikog mozga (substantia alba cerebri), bazalni gangliji telencefalona (nucleus caudatus, putamen, claustrum i corpus amygdaloideum) i lateralne moždane komore. Od središnjeg, neparnog dijela (telencephalon impar) što spaja lijevi i desni telencefalički mjehurić, razviju se strukture mediobazalnog telencefalona i lamina terminalis, a u tom se području razviju i tri komisurna sustava telencefalona: corpus callosum, commissura anterior i commissura hippocampi. Diencephalon: tri privremena uzdužna žlijeba podijele diencefalon u četiri uzdužne zone od kojih se razviju epithalamus, thalamus, hypothalamus i subthalamus. Nadalje, i globus pallidus razvije se od diencefaličkog mjehurića. Od šupljine diencefaličkog mjehurića nastaje III. moždana komora. Mesencephalon: od ovog mjehurića, što ostaje nepodijeljen, ventralno se razviju pedunculi cerebri, a dorzalno ploča s četiri kvržice, lamina quadrigemina, što oblikuje tectum mesencephali (nju čine dva gornja i dva donja kolikula). Šupljina mjehurića toliko se suzi da nastane uski kanal, aquaeductus mesencephali (Sylvii) što spaja III. s IV. moždanom komorom. Isthmus rhombencephali: to je suženje neuralne cijevi što čini najrostralniji dio rombencefalona i označava prijelaz rombencefalona u mezencefalon; od njega se razviju gornji kraci malog mozga (pedunculi cerebellares superiores) i velum medullare superius. Metencephalon: to je rostralni dio rombencefalona od kojeg se razviju most (pons) na ventralnoj i mali mozak (cerebellum) na dorzalnoj strani. Myelencephalon: to je kaudalni dio prvotnog rombencefalona od kojeg se razvije produljena moždina (medulla oblongata). Od šupljina rombencefaličkog mjehurića kasnije nastaje IV. moždana komora. Od preostalog, kaudalnog dijela neuralne cijevi razvije se kralježnična moždina (medulla spinalis).

Razvitak površine mozga Razvoj površine mozga tj. korteksa promatramo kroz filogenezu. Na bazalnoj površini nalazi se najstariji dio kore mozga, paleocortex. Na njemu se već vrlo rano uočava lagano zadebljanje koje se razvija u njušnu lukovicu, bulbus olfactorius. Iz središnjeg dijela svake hemisfere lateralno usmjerenim rastom nastaju parijetalni i temporalni režanj, od kojega se bazalni dijelovi (buduća area entorhinalis et hippocampus) razvijaju najranije i definiraju kao archicortex (ili archipallium, gr. archaios – star). Svi kasnije razvijeni dijelovi kore mozga ubrajaju se u neocortex (neopallium, gr. neos – nov, mlad). Neocortex ima šest jedinstvenih slojeva te se označuje i kao isocortex. Filogenetski stariji paleocortex i archicortex pokazuju heterogenu laminaciju i označuju se kao allocortex.

Daljnje povećanje kortikalne površine zbiva se preko nabiranja, nastanak vijuga lat. gyri (sulcificiranje) te uz njih priliježuće brazde, lat. sulci. Kao prva brazda nastaje sulcus lateralis cerebri između frontalnog i temporalnog režnja. Nakon toga pojavljuje se središnja brazda, sulcus centralis, kao granica između frontalnog i parijetalnog režnja. Na medijalnoj strani oblikuju se daljnje dvije brazde, sulcus pariteooccipitalis kao granica parijetalnoga i okcipitalnog režnja, te sulcus calcarinus. Na kraju prvog trimestra trudnoće mozak i kralježnična moždina su već u velikoj mjeri poprimili odrasli oblik. Jedino je upadljiv relativno neproporcionalno velik volumen ventrikularnog prostora. S rastom snopova aksona smanjuje se lumen na veličinu u odrasle osobe.

Postnatalni razvitak i težina mozga Nakon završetka morfogeneze dolazi još tijekom trudnoće, dojenačkoga razdoblja i ranog djetinjstva do daljnjeg sazrijevanja mozga i kralježnične moždine. Međutim, nakon rođenja ne dolazi do daljnjeg povećanja broja neurona, već do oblikovanja tipične morfologije i stvaranja sinapsi. Rast dendrita, stvaranje dugih veza, mijelinizacija i povećanje ekstracelularnog prostora dovode mozak do njegove odrasle veličine. Težina mozga u odraslih je 1.3 do 1.4 kg (apsolutna težina mozga) ili 20 g po kg tjelesne težine (relativna težina mozga).

Proliferacija tijekom histogeneze Proliferacija se odvija u ventrikularnoj i subventrikularnoj zoni. Proliferacija stanica odvija se u ventrikularnoj zoni (VZ), što je u ranim stadijima smještena uz šupljinu neuralne cijevi, a kasnije uz šupljinu fetalnih moždanih komora. Neuroepitelne stanice ventrikularne zone i srodne joj subventrikularne zone preteče su svih neurona i makroglije središnjeg živčanog sustava. Nakon intenzivne proliferacije u VZ, vanjski nastavci neuroepitelnih stanica stvaraju novu, površinsku marginalnu zonu (MZ). Tijekom daljnje intenzivne proliferacije, mnoge postmitozne stanice napuštaju VZ i putujući prema površini oblikuju novu, intermedijalnu zonu (IZ) na granici VZ i MZ. Prve stanice intermedijalne zone su nezreli, isključivo postmitotički neuroni, što se nikad više ne dijele.

Migracija