ขั้นตอนการเจริญเติบโตและพัฒนาการของระบบประสาท

ขั้นตอนการเจริญเติบโตและพัฒนาการของระบบประสาท

พัฒนาการของระบบประสาทกลางของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยลำดับขั้นตอนและขบวนการดังต่อไปนี้คือ (Cowan, 1979; Eldelman and Cowan, 1985; Jacobson, 1991; Ikenaka et al, 1997; Sanes et al, 2000)

1.Induction of neural plate เป็นขั้นตอนการเหนี่ยวนำให้เนื้อเยื่อบุผิวชั้นนอก (Ectoderm)  ของเซลล์ตัวอ่อนในบริเวณตอนกลางทางด้านหลังของลำตัวให้กลายเป็น “neural plate” ซึ่งเป็นส่วนของเนื้อเยื่อที่จะเจริญไปเป็น หลอดประสาท (Neural tube) และระบบประสาทกลางในอนาคต รวมถึงการเหนี่ยวนำให้ส่วนต่างๆ ของ neural tube ตอนหน้ากลายเป็นสมองบริเวณต่างๆ และในตอนท้ายกลายเป็นไขสันหลัง เป็นต้น  (Jacobson, 1991; Sanes et al, 2000)

2.Determination and Pattern formation เป็นขั้นตอนในการกำหนดขอบเขตการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อสมอง โดยจะมีการกำหนดแบ่งขอบเขตว่า neural tube ส่วนต่างๆ จะเจริญไปเป็นสมองส่วนใด เซลล์ประสาทในแต่ละส่วนจะไม่เจริญเติบโตข้ามขอบเขตกัน ขั้นตอนนี้เชื่อว่าเกี่ยวข้องกับการทำงานของยีนควบคุมลักษณะแบบแผนของร่างกาย Homeobox gene และยีนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกัน (Jacobson, 1991; Sanes et al, 2000) ถ้ามีการผ่าเหล่า (Mutation) ในยีนเหล่านี้อาจจะทำให้สมองที่เกิดขึ้นมามีความผิดปกติได้มากๆ

3.Proliferation of cells in different regions เป็นขั้นตอนการแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ประสาท ทำให้สมองส่วนต่างๆ เจริญเติบโตและเพิ่มขนาด ในขั้นตอนนี้จะมีการแบ่งเซลล์ให้ได้เซลล์ประสาทจำนวนมากมายเกินปกติ หลังจากนั้นจะมีขบวนการกำจัดเซลล์ประสาทส่วนเกินที่มิได้ทำหน้าที่ใดๆ ออกไปในภายหลัง ดังจะได้กล่าวในข้อต่อไป  (Jacobson, 1991; Sanes et al, 2000)

4.Cellular communication and adhesion เป็นขั้นตอนการสื่อสารระหว่างเซลประสาทเพื่อที่จะเลือกเซลล์ประสาทที่มีหน้าที่คล้ายคลึงหรือสัมพันธ์กันให้มาเกาะกลุ่มอยู่ในบริเวณเดียวกัน (Sanes et al, 2000)

5.Cell migration เป็นขั้นตอนการอพยพเคลื่อนย้ายของเซลล์ประสาท เพื่อให้เกิดเป็นโครงสร้างส่วนต่างๆ ของระบบประสาท (Jacobson, 1991; Sanes et al 2000)

6.Aggregation of cells to form identifiable parts of the brain and spinal cord การรวมกลุ่มของเซลล์เพื่อรวมกันสร้างเป็นสมองและไขสันหลังส่วนต่างๆ (Cowan, 1979; O’Rahily, 1999; Sanes et al, 2000)

7.Cell differentiation เป็นขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงพัฒนารูปร่าง คุณสมบัติ และการทำงานของเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ประสาทให้กลายเป็นเซลล์ประสาท (neuron) หรือ เซลล์ค้ำจุนระบบประสาท (glial cell) ที่สมบูรณ์พร้อมที่จะทำหน้าที่ต่อไป

8.Formation of specific connections เป็นขั้นตอนการสร้างเครือข่ายเพื่อติดต่อสื่อสารระหว่างกลุ่มเซลประสาท โดยใยประสาทที่งอกออกจากตัวเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะมีการเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน และจุดเชื่อมต่อระหว่างใยประสาทดังกล่าวต่อไปจะถูกเรียกว่า synapse ซึ่งจะเป็นบริเวณที่มีการส่งผ่านข้อมูลในรูปของกระแสประสาทจากเซลล์ประสาทเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง (Jacobson, 1991; Sanes et al, 2000)

9.Selective death of certain cells การกำจัดเซลล์จำเพาะบางตัวหรือกลุ่มโดยการมีโปรแกรมการตาย (Programmed cell death or apoptosis) (Sanes et al, 2000)

10.The elimination of some connections that were initially formed and the stabilization of the others. เป็นขั้นตอนการคัดเลือกวงจรประสาทให้คงอยู่หรือกำจัดทิ้งไป โดยใยประสาทที่เชื่อมโยงถูกต้องและสามารถทำหน้าที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพก็จะคงอยู่ต่อไป ส่วนใยประสาทที่เชื่อมโยงผิดพลาดหรือเซลล์ประสาทที่ไม่ได้รับการเชื่อมโยงติดต่อก็จะถูกกำจัดและตายไปในที่สุด (Sanes et al 2000)

11.Integrated of neural function เป็นขั้นตอนสุดท้ายคือเมื่อการเชื่อมโยงวงจรของเซลล์ประสาท เกิดขึ้นอย่างถูกต้องเรียบร้อยก็จะทำให้เกิดการทำงานที่สลับซับซ้อนและมีประสิทธิภาพของระบบประสาท (Sanes et al 2000)

ดร. นัยพินิจ และ พญ. นิตยา คชภักดี