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Morphogenèse du système nerveux: comment se forme le cerveau

Morphogenèse du système nerveux: comment se forme le cerveau

Qu'est-ce que la morphogenèse?

La La morphogenèse est le processus biologique qui amène un organisme à développer sa forme. Ce processus est effectué avec un ordre spécifique qui est atteint car les cellules différenciées sont soigneusement organisées dans les tissus, les organes, les systèmes organiques et, finalement, dans l'organisme dans son ensemble.

Le processus contrôle la distribution spatiale organisée des cellules au cours du développement embryonnaire d'un organisme.

Reproduction cellulaire

Les cellules ont la capacité de croître et de se reproduire. Reproduction cellulaire c'est le processus par lequel les cellules se divisent pour former de nouvelles cellules.

Les cellules qui se reproduisent sexuellement le font méiose, le processus de division nucléaire par lequel se forment les cellules sexuelles (gamètes). Chaque chromosome d'une cellule est divisé en deux (diploïde). Pendant la méiose, ces paires diploïdes de chromosomes sont dupliquées et séparées de sorte que chaque cellule sexuelle méiotique n'a qu'un seul chromosome (haploïde) de chaque paire. Deux divisions méiotiques successives entraînent la production de spermatozoïdes haploïdes et d'ovules, chacun avec la moitié de la quantité d'ADN parental.

Pendant le cycle de vie de organismes qui se reproduisent sexuellement, la fécondation entraîne la fusion des gamètes haploïdes (spermatozoïdes et ovules) qui produisent le zygote. Divisé par la reproduction cellulaire asexuée, le zygote subit une différenciation cellulaire, de sorte que les cellules deviennent structurellement, fonctionnellement et biochimiquement distinctes les unes des autres.

La fertilisation

La fertilisation chez l'homme est causée par la pénétration d'un sperme mâle dans un ovule femelle. Le résultat de la fécondation est une cellule (zygote) capable de produire une division cellulaire pour former un nouvel individu.

Le zygote commencera à se diviser par mitose successive et passera par les phases suivantes:

  • Morula: de douze à seize cellules homogènes (troisième jour).
  • Blastula: Alors que la division cellulaire se poursuit, un espace intérieur se forme dans la morula. La blastula est implantée dans l'utérus à la fin de la première semaine après la fécondation.

À ce moment, l'embryon est un disque composé de deux couches de cellules, une supérieure (épiblaste) et une inférieure (hypoblaste). La troisième semaine commence la phase de gastrulation qui commence par la formation dans l'épiblaste de la lignée primitive.

La lignée primitive est une petite invagination de l'épiblaste produite par la migration des cellules de cette couche vers une position intermédiaire entre l'épiblaste et l'hypoblaste. À la suite de cette migration, une troisième couche de l'embryon, le mésoderme, se forme entre l'ectoderme (ancien épiblaste) et l'endoderme (ancien hypoblaste).

À partir de ces trois couches, l'ectoderme, le mésoderme et l'endoderme, tous les tissus et organes du nouvel individu seront formés.

  • Du ectoderme ils proviennent de la peau, des cheveux, des ongles et des SN (neurones et cellules gliales).
  • Du endoderme viennent les organes viscéraux (système digestif et respiratoire).
  • Du mésoderme Les muscles et les os viennent. Il contribue également à la formation du SN.

Formation du tube neural

Peu de temps après sa formation, le ectoderme épaissi le long de la ligne médiane où la plaque neurale apparaît (18-20 jours). À mesure que la plaque neurale se développe, elle se plie sur les côtés pour former le canal neural. Ce canal neural finit par se fermer complètement et forme le tube neural.

Vers le vingt-troisième jour de la vie embryonnaire, le tube neural Il est pratiquement fermé, sauf aux extrémités, où l'on trouve le Neuroporo rostral et caudal. Si la fermeture de ces neuroporo ne se fait pas correctement, une grande variété de malformations congénitales se produisent. Par exemple, lorsque l'erreur se produit dans la fermeture du neuroporo caudal, des malformations se produisent dans la moelle épinière, comme la spina bifida. Si l'erreur se produit dans le neuroporo rostral, elles se produisent malformations du cerveau et du crâne, qui est divisé.

Une partie des cellules embryonnaires se trouve à l'extérieur du tube neural lorsqu'il se ferme et forme les crêtes neurales. Ces crêtes neurales seront dérivées de l'ANS, des neurones sensoriels du SNP, de la glie du SNP et des méninges. Autrement dit, à partir des crêtes neurales, les neurones qui ont leur corps cellulaire en dehors du SNC dériveront dans les ganglions périphériques.

En cette période de développement, Le tube neural est formé par une couche de tissu appelée neuroépithélium, qui a une structure caractéristique. Le neuroépithélium est formé de cellules germinales réparties entre les zones ventriculaires et marginales. Cette distribution confère au neuroépithélium un aspect pseudostratifié qui donne l'impression d'être formé de couches. Lorsque le tube neural est fermé, les cellules du neuroépithélium commencent à se diviser par mitose, et les cellules qui ont terminé leur période mitotique dans la zone ventriculaire sont situées entre celui-ci et le marginal, et configurent la zone intermédiaire.

La partie antérieure du tube formera le cerveau et le reste formera la moelle épinière.

La cavité du tube neural donnera naissance au système ventriculaire du SNC.

A la fin de la quatrième semaine dans le tube neural, trois vésicules se distinguent dans la région céphalique:

  • Cerveau
  • Midbrain
  • Rhombencephalon
  • Région caudale du tube neural.

Au cours de la cinquième semaine, il est possible de distinguer cinq vésicules cérébrales. Le cerveau antérieur est divisé en deux vésicules: le télencéphale et le diencéphale. Le rhomboencephalus est également divisé en deux vésicules: le metencephalon et le myncephalon. La vésicule mésencéphale ne se divise pas.

A partir de la cinquième semaine sur le tube neural, cinq vésicules se distinguent dans la région céphalique:

  • Telecephalus
  • Diencephalon
  • Midbrain
  • Méthencéphale
  • Myncephalon
  • Extension caudale du tube neural.

Au cours du développement, le processus mitotique accéléré que subissent les cellules entraîne une modification progressive de la structure du neuroépithélium. Ce processus ne se déroule pas de manière homogène, mais il existe une croissance différentielle du neuroépithélium dans la paroi des vésicules, ce qui provoque l'apparition des différentes structures de ces divisions. Par exemple, les hémisphères finiront par entourer la plupart du diencéphale et du mésencéphale. C'est précisément ce grand développement du télencéphale qui est responsable des capacités supérieures du système nerveux humain. Une fois le développement terminé, 70% des neurones qui composent le cerveau se trouvent dans le cortex cérébral.

Les références

Gilbert, S. F. (2005).Biologie du développement 7a. ed. Mexique: panaméricain.

Sunderland, Mary E., Morphogenesis. Embryo Project Encyclopedia (2008-05-09). ISSN: 1940-5030

Université de Salamanque Définition de la conception et sa relation avec la fécondation. Dictionnaire médico-biologique, historique et étymologique.