Hjärnans utveckling Flashcards
Hur ser kroppens utveckling ut från befruktning till vuxen ålder?
Hur olika organ och system utvecklas genom livet.
- Alla organ utvecklas i olika takt och faser under vårt liv.
- En del organ utvecklas under en kort period, andra längre
- Mycket föds vi färdigutvecklade med (hjärta, lungor, armar, ben mm… utvecklingen är klar, men sen växer de ju såklart i takt med att vi växer)
- Immunförsvaret byggs på under det första året av vårt liv i takt med att vi möter omgivningen
- Nervsystemet håller på länge, upp till 20-30 års åldern
- Sinnena utvecklas efter födseln
- Könsorganen utvecklas under puberteten
Komplext system
- Under fostertiden så anläggs hela hjärnan. Alla strukturer finns där, men de behöver utvecklas.
- Under barndomen sker mycket utveckling då man lär sig använda hjärnan.
- I puberteten är det en stormig och omvälvande period, främst frontalloben som är under utveckling
- En del förändringar i vuxen ålder, förfiningar.
Tidslinje
- Fostertiden - Hjärnan anläggs
- Barndom - Hjärnan förfinas
- Vuxen - Hjärnan förfinas lite till
- Ålderdom - Hjärnan förfinas inte så mycket längre
Hur påverkar arv och miljö hjärnans utveckling?
- Gener som vi har med oss från början, påverkar i vilken ordning utvecklingen ska ske
- Sjukdomar och skador som inte har med själva utvecklingen av nervsystemet att göra kan påverka nervsystemet (t.ex. blind eller döv kan påverka nervsystemet, eftersom det påverkar vilken inout hjärnan får)
- Erfarenheter (t.ex. trygga relationer är skydd mot stress, annars stresspåslag som ger påverkan på nervsystemet)
- Omgivningen. Säker och trygg fysisk miljö (växa upp utan faror), näringsintag (får man intei sig näring påverkar det utvecklingen)
Vad är preneural utveckling?
Vad som sker innan vi har några nervceller
Berätta om vecka 1 i fostertiden
Vägen till livmodern
Vid befruktningen sammansmälter alltså ett ägg och en spermie. Ägget och spermien har varsin enkel genuppsättningen dvs 23 kromosomer istället för det dubbla 46 kromosomer som alla andra celler i kroppen har. Men när ägget och spermien smälter samman får man alltså en cell som har 46 kromosomer. Den här cellen delar sig igen, igen och igen fram till dag 6 efter befruktningen. Samtidigt har den letat sig fram genom äggledaren och ut i livmodern. Vid dag 6 är ägget redo att fästa i slemhinnan och då kläcks ägget, vilket då kallas embryo, letar sig fram till livmoderns slemhinna.
Berätta om vecka 2 i fostertiden
Implantering.
Redan här har cellerna i embryot börjat arrangera sig i formationer. De här formationerna som cellerna gör är det som är grunden för vår kropp. När embryot kommer fram till livmodern börjar den fästa sig vid slemhinnan och tar sig in i slemhinnan, den bäddar in sig, den flyter alltså inte fritt i livmodern. Embryot utvecklas hela tiden inne i livmoderväggen. Med tiden kommer dock embryot bli större och då trycker den ut slemhinnan och denna fylls även med vatten som är den fostervätska som embryot kan röra sig i. Runt implantatioonsstället i livmoderväggen kommer mammans cell? Laddas med kolhydrater och fetter som embryot behöver. Embryot tar in de här cellerna och tar vara på den näring som finns i cellerna. Senare (vecka 4 när hjärtat är färdigt) bildas navelsträngen och då får embryot näring därifrån istället.
Endast den där lilla blåa och gula klumpen på den nionde dagen blir fostret. 0.1 mm stor dag 9.
Berätta om vecka 3 i fostertiden
Gastrulation.
Det dubbla cellagret som bildades under formationen kommer att utvecklas till tre lager: ektoderm, mesoderm och endoderm och det är dessa som blir grunden för alla kroppens system. Kallas gastrulation.
Berätta om de tre lagrena som bildas vid gastrulation
Ektoderm - yttersta lagret, rullar sig runt embryot och blir huden (ytektoderm). Men från det här lagret kommer även en del celler att avknoppas och bilda ett rör som är grunden till nervsystemet (neuroektoderm). (Nervsystemet med omgivande hinnor, känselceller i ögon, öron och näsa. Hud, pigment, naglar, hår och emalj. Vissa körtlar, del av binjuren.)
Mesoderm - mycket av våra inre organ. Bindväv, brosk, ben, muskler, inre organ: hjärta, kärl, njure, könsorgan, mjälten, del av binjuren.
Endoderm - är det som ligger längst in i vår kropp. Bildar ett rör som går från vår mun, genom tarmarna och hela vägen ut. Endoterm bildar tarmkanalen, delar av lungorna och en del inre organ som är kopplade till tarmkanalen: sköldkörteln, bisköldkörteln, lever, bukspottkörteln, urinblåsan, mellanörat och örongångar.
Berätta kortfattat om alla de viktigaste processerna i nervsystemets utveckling
1. **Neuralation** - **neuralröret** bildas
2. **Neurogenes** - **bildandet** av nya nervceller
3. **Proliferation** - **utveckling** av de nybildade nervcellerna
4. **Migration** - nervcellernas **vandring** till rätt ställe
5. **Subplattan** - nervcellernas **väntrum**
6. **Axon- och dendrittillväxt** -
7. **Synaptogenes** - **tillväxt** av synapser
8. Tillväxt gliaceller -
**Myelinisering** - när nervcellerna får myelin
**Apoptos** - programmerad **celldöd**
**Synaptic pruning** - **utrensning** av ickefungerande synapser
Berätta om Neuralation & Neurogenes
Sker i vecka 4
Ektodermceller börjar utvecklas till nervceller, då buktar de ner sig i mesodermet och tillslut buktar de så mycket att de släpper ifrån och bildar ett rör, det är detta som blir neuralröret. Röret släpper alltså ifrån ytektodermet. Ska bli neuroektoderm.
Tidigt uppstår det tre hålrum i neuralröret och runt dessa bildas något som kallas den ventrikulära zonen. Där sker all nybildning av nervceller (och även gliaceller)
Berätta om neurogenes och proliferation
Neurogenes - bildandet av nya nervceller, sker lite kontinuerligt genom hela livet men är som starkast under fostertiden och barndomen
Proliferation - hur utveckling går till från de nybildade nervcellerna till att den är specialiserad pågår hela livet men proliferationen är som mest aktiv från vecka 5 till typ vecka 30 (innan födsel alltså)
I början är alla våra celler stamceller i embryot. En äkta stamcell kan bli vad som helst. Sen när dessa delas upp i sina tre lager, ektoderm, mesoderm och endoderm, så har de ju börjat specialisera sig lite. Cellerna har börjat gå åt olika håll. De celler i neuralröret är en multipotent stamcell som inte kan bli allt men de kan bli ganska mycket. Dessa celler ligger alltså i den ventrikulära zonen och de delar sig gång på gång.
Vad menas med symmetrisk och asymmetrisk celldelning?
Symmetrisk: när en stamcell delas och blir två stamceller som är likadana. Gör fler celler som kan skapa nya celler.
Asymmetrisk: endast den ena blir en stamcell, den andra blir en prekursurcell som är grunden till neuron och gliaceller. Denna blir sedan antingen en neuroblast eller en gliablast. Celler som heter nåt med blast betyder att de är omogna. Men i detta stadium har cellerna fått reda på om de ska bli en nervcell eller gliacell men de vet inte riktigt vilken typ. Det sker i nästa del där den blir specialiserad. Då får den metabola och cytoplasmiska processer och kan börja producera enzymer och skapa receptorer och skapa energi osv.
Vad är migration?
Nervcellernas vandring till rätt ställe i hjärnan, pågår parallellt med proliferation.
Migrationen påbörjas direkt när man fått nervcellerna och fortsätter under hela fostertiden
Nervcellerna och gliacellerna bildas i den ventrikulära zonen (där nere på bilden). För att nervcellerna ska hamna på rätt plats sen så styrs de av fysiska och kemiska vägledare (Kryper till rätt plats):
- Fysiska: radiella gliaceller som de kan klättra på och gripa tag i.
- Kemiska: neurotrofa faktorer; NGF, CNTF, GDNF, glutamat, GABA
→ Celler klättrar genom tidigare bildade lager.
Berätta om denna bilden
Celler skapas som i 6 generationer. Lägger sig längst ner i cortex, nästa klättrar igenom lagret och lägger sig utanpå osv. Tills vi har 6 lager efter 14 veckor. När man är liten är axonen jättekorta, kommer att tryckas ut när hjärnan växer ut.
Berätta om Subplattan
Nervcellens väntrum
När alla neuron bildas så har ju inte hela hjärnan växt ut än. Så det finns inte ett ställe för alla celler att ta vägen än så därför väntar de i ett väntrum. De kan alltså börja klättra ut (migration) men sen får de kanske vänta lite innan de får klättra vidare.
Subplattan försvinner mot slutet av graviditeten.
Berätta om tillväxt av gliaceller
Lite olika utvecklingsvägar för dem. Påbörjas under fostertiden
Från ventrikulära zonen bildas:
- astrocyter
- oligodendrocyter
- ependymalceller
Medan schwannceller och satellitceller kommer från vingarna som var över neuralröret (the neural crest)
Mikroglia kommer från mesodermet, de har ingen neural bakgrund alls. Kommer från blodceller.
Vad är ventriukulära zonen?
Tidigt uppstår det tre hålrum i neuralröret och runt dessa bildas något som kallas den ventrikulära zonen. Där sker all nybildning av nervceller (och även gliaceller)
Vad är axon-, dendrit och synapstillväxt (synaptogenes)?
Axonets tillväxt sker länge
Dendriter växer som mest i slutet av gravidteten och under första levnadsåret.
Dendriterna och axonernas längd ökar med 5-10 gånger efter födseln.
- Sker under en lång period, nästan hela livet mer eller mindre.
- Axon växer ut med hjälp av något som kallas growth cone (tillväxt zon). Det är mikrotubilin som drar iväg cellen och ser till att den växer? Det röda guidar utväxten av growth cone.
- När axonet har börjat växa ut så söker de kontakt med varandra. När den stöter på en annan cell så bildar de en synaps. Det är när de två cellerna möts som kallas för synaptogenes.
- Tidigast sker synaptogenes i sensoriska och motoriska områden och sedan sker det i perifera.
- Många nervceller hittar ingen annan nervcell att bilda synaps med och då kommer de att dö. Man tror att typ hälften dör och rensas ut.
- Nervceller utan synaps är INGENTING. Uppskattningsvis dör hälften av alla nercceller som produceras. Survivle of fittnes?
Berätta om synaptic pruning
Synapsutrensning.
Utrensning av ickefungerande synapser (eller felfungerande).
Det pågår under hela livet, faktiskt som mest aktiv under puberteten. Det sker kontinuerligt.
Bilden är hur det ser ut i visuella kortex. Färdig i 10 årsåldern, då har vi synapserna som vi har. I frontala delar håller utrensningen på längre, men börjar senare kanske? I vuxen ålder har man cirka 40 % av de synapserna vi hade i barndomen.
Hur synapsutrensningen sker påverkar kognitiva funktioner (tidigare synapsutresning och hur den sker kan påverka IQ).
Vad är apoptos?
Programmerad celldöd
- Gamla och programmerade celler
I nervsystemet är det speciellt aktivt under fosterperioden. Sker under hela livet.
- Apoptos är en snällare död än nekros (motsatsen till apotos). En mer kaotiskt celldöd som kan skada cellvävnader.
- Cellen packar ihop sig lite snyggt och prydligt och går och dör. Inte skadligt!
Om en apoptos går fel är det bland annat vad som sker när man får en tumör.
Exempel på apoptos i huden: cellerna mellan benen dör och då bildas fingrar
Vad är myelinisering?
När nervcellerna får myelin. Att våra axon får myelin runt sig
Jätteviktig process i utvecklingen av nervsystemet.
- Från v 12 i ryggmärgen (efter födseln)
- Från v 14 i hjärnan (efter födseln)
De motoriska neuronen blir myeliniserade tidigare än de sensoriska. De motoriska är nästan färdigmyeliniserade vid födseln medan andra neuron fortsätter att bli myeliniserade i flera år.
Det vita blir mer och mer tydligt ju äldre barnet blir eftersom myelinet har lagt sig runt axonet.
→ Konsekvensen: signalerna kan transporteras snabbare och mer energieffektivt = mer sammankopplad hjärna med effektiv kommunikation mellan olika områden.
Berätta om denna bilden
Processerna sker parallellt.
Sensorimotor cortex har synaptogenes och synapsutrensning tidigare än parietal- och temporal och prefrontal osv
Myeliniseringen avtar med tiden
I vilken ordning/följd sker utvecklingen i hjärnan?
I denna ordning/följd sker utvecklingen:
Proliferation → migration → subplattan ( → tillväxt gliaceller, behövs för stöd, näring och syre mm) → axon och dendrittillväxt → synapstillväxt → tillväxt gliaceller → så småningom synapsutrensing
Berätta om bilden!
Hjärnans utveckling.
1. Tre hålrum (vensiklar) Ger upphov till delar i hjärnan.
2. Mer veck och vindningar: mer nervceller skapas så de får plats veckas cortex
3. Veckningen sker i olika delar av hjärnan vid olika tillfällen. Sensomotoriska - parietala - frontala.
Samtidigt som dessa processer pågår så växer hjärnan. Tillväxten gör att olika nätverk kopplas samman. Vi bygger upp olika nätverk.
Storhjärnan, mitthjärnan och bakhjärnan
Till en början har vi röret i ektodermet → får en utbuktning runt ventriklarna, börjar skjuta ut neuron, då kommer hjärnan att väckas. Ju fler celler som bildas → ju större blir hjärnan.
Vilka kritiska perioder har vi? Berätta om dem!
Omgivningen kan alltid påverka oss men vid vissa tidpunkter i livet är vi särskilt känsliga för vissa stimuli.
Visuellt stimulus. Synen har en kritisk period (ganska kort, några veckor), barn som föds med grå starr måste opereras tidigt för att hjärnan ska lära sig att ta emot visuellt stimulus. Om man inte opereras så kommer hjärnan inte att lära sig hur man tar emot visuell stimulus. Om man däremot får grå starr senare i livet så kommer det påverka synen men inte på samma sätt.
Auditivt stimulus. Hörsel har en kritisk period som är lite längre och mer diffus. Barn som föds med dövhet och som får ett cochleaimplantat efter 7 års ålder kommer få det svårt att matta ljud till vardagen, då har man gått förbi den kritiska perioden och man kan inte lära hörselcortex lika bra. Nuförtiden får många barn cochleaimplantat redan under första levnadsåret.
Språk har också en sorts kritisk period. Vissa barn som är döva har något som kallas 7 vita år? (inte fått ngn språklig stimulans innan de hamnade i skolan, växt upp med föräldrar som inte kan texkenspråk. Vita perioder? då de inte fått lära sig teckenspråk förrän de börjar förskolan. De har dock troligtvis haft någon slags kommunikation med sin familj men det har inte varit teckenspråk liksom. Barn som lär sig ett andraspråk innan fem-sju års ålder typ kommer basically ha det som modersmål.
Social kontakt. Om man isolerar möss så att de inte har någon social kontakt så kan man se en förändring i myelinisering och utvecklingen av prefrontala cortex. Det är svårt att undersöka på barn men man har ju sett detta på barnhemsbarn från Rumänien så de fick väldigt lite social kontakt. Man tror att det finns en kritisk period där någonstans vid 2 år. Barn på barnhem som flyttar till fosterhem före två års ålder → kan hämta hem/kompensera det som de har missat ganska snabbt. Kommer se lika ut de som aldrig varit i barnhem. De som flyttas efter två års ålder eller inte alls kan inte riktigt få samma hjärnkonfiguation.
Bilden: alpha och beta vågor, aktivitetsgrad för barnen. Omogen hjärna: mer alpha och beta vågor.
Vad har omgivningen roll för social kontakt?
- Lång separation från råttföräldrar får celler i hippocampus att dö
- Barnhemsbarns stresshormonsystem är förändrade
- Barnmisshandel och neglect påverkar utveckling av cortex, corpus callosum och hippocampus
Gula områden: celldöd. Sämre utveckling i hippocampus.
