Созревание центральной нервной системы в онтогенезе

Показателем функциональной зрелости ЦНС является миелинизация проводящих путей, от которой зависят скорость проведения возбуждения в нервных волокнах, величина ПП и ПД, точность и скорость двигательных реакций в раннем онтогенезе. Миелинизация различных путей в ЦНС происходит в таком же порядке, в каком они развиваются в филогенезе. Общее число нервных клеток в составе ЦНС достигает наибольшей величины в первые 20–24 недели пренатального периода и остается относительно постоянным вплоть до зрелого возраста, лишь незначительно уменьшается в период раннего постнатального онтогенеза.

 

Различная скорость созревания разных отделов ЦНС

Раньше всего происходит созревание продолговатого и спинного мозга, позже морфологически и функционально развиваются ганглии ствола головного мозга, подкорковые узлы, мозжечок и кора больших полушарий. Каждое из этих образований проходит определенные этапы функционального и структурного развития.

К концу внутриутробного развития происходят важные биохимические сдвиги в нервной ткани. Наиболее существенными из них являются изменения ряда ферментных систем, в результате которых осуществляется переход метаболизма мозга от анаэробного к аэробному. Следует отметить, что новорожденный ребенок, так же как и детеныши других млекопитающих, легче переживает относительно длительную гипоксию, чем взрослый. В спинном мозге, стволе и гипоталамусе у новорожденных обнаруживают ацетилхолин, γ-аминомасляную кислоту, серотонин, норадреналин, дофамин, однако содержание медиаторов низкое и составляет 10–50% от такового у взрослых. В постсинаптических мембранах нейронов уже к моменту рождения появляются специфические для перечисленных медиаторов рецепторы. В неонатальном периоде отмечаются дальнейший рост нервной ткани, усиление процессов миелинизации нервных волокон, дифференцировка нейрофибрилл, совершенствование механизмов проницаемости клеточных мембран, повышение возбудимости нейронов, развитие их шипикового аппарата, установление ассоциативных связей, что в итоге приводит к постепенному совершенствованию базовых нейродинамических процессов.

У новорожденных спинной мозг, структуры ствола мозга, бледное ядро, зрительный бугор развиты в целом хорошо. Красное ядро, руброспинальный путь миелинизированы. Шейное и поясничное утолщения спинного мозга начинают формироваться в первые годы жизни ребенка. Гистологически в раннем возрасте отмечается преобладание передних рогов над задними; нервные клетки расположены группами, ткань глии хорошо развита. Рост спинного мозга продолжается приблизительно до 20 лет. Его масса увеличивается примерно в 8 раз по сравнению с периодом новорожденности (масса организма – в 20 раз).

 

Развитие мозга

В глубокой неприспособленности ЦНС новорожденного заложены основы гибкой, дифференцированной адаптации к условиям среды и обучению. По-видимому, это прямо связано с самым большим по продолжительности в животном мире периодом детства у человека. Даже у высших обезьян детеныш 1,5–2 лет уже вполне способен к самостоятельному существованию и не нуждается в родительском уходе. В продолговатом мозге новорожденного продолжает нарастать масса нейрона и увеличиваться степень дифференцировки. У полуторагодовалого ребенка клетки продолговатого мозга организованы в четко определяемые ядра и имеют почти все признаки дифференцировки. У ребенка 7 лет нейроны продолговатого мозга неотличимы от нейронов взрослого даже по тонким морфологическим признакам. Мозжечок новорожденного, будучи заметно вытянут в длину, лежит в черепной коробке выше, чем у взрослого. В возрасте от 3 месяцев до 1 года происходит активная дифференцировка мозжечка. Она выражается прежде всего в нарастании объема и массы перикарионов грушевидных клеток, увеличении количества синапсов на них, увеличении диаметра волокон в белом веществе мозжечка, интенсивном росте молекулярного слоя коры. Дифференцировка мозжечка – центрального органа равновесия и координации движений – происходит и в более поздние сроки. Это связано с дальнейшим совершенствованием движений ребенка.

Кора большого мозга развивается более медленно. Основные функции регулирования различных физиологических процессов в раннем онтогенезе выполняют промежуточный и средний мозг. К моменту рождения большинство нейронов глубоких слоев коры достигают уже значительной степени зрелости, по форме и развитию отростков приближаясь к структуре этих слоев у взрослого. Значительная часть нейронов поверхностных слоев коры находится на более ранних этапах формирования.

Двигательные области коры большого мозга (поля 4 и 6 по Бродману) к моменту рождения развиты недостаточно. Процессы развития коры большого мозга заключаются, с одной стороны, в образовании ее шести слоев, а с другой – в дифференциации нервных клеток, характерных для каждого коркового слоя. К моменту рождения у ребенка уже заканчивается образование шестислойной коры. В то же время дифференцировка нервных клеток отдельных слоев к этому времени еще далеко не завершается.

Наиболее интенсивно дифференциация клеточных элементов, а также миелинизация аксонов нервных клеток коры идут в течение 1-го и 2-го годов жизни ребенка. В этот период резко увеличиваются масса и поверхность коры большого мозга. К 2-летнему возрасту заканчивают свое формирование пирамидные клетки коры. Можно признать достаточно обоснованным, что именно первые 2–3 года жизни являются наиболее ответственными этапами морфологического и функционального становления мозга ребенка. На 1-м году жизни закладываются основы психической деятельности, идет подготовка к самостоятельному хождению, речевой деятельности. Существует мнение, что в этот период происходит «первичное обучение», то есть формирование нейронных ансамблей, которые в дальнейшем служат фундаментом для более сложных форм обучения. В последующие годы темп развития корковых структур хотя и замедляется, но к 4–7 годам клетки большинства областей коры становятся близкими по строению клеткам коры взрослого человека. Полностью развитие клеточных структур коры полушарий большого мозга заканчивается только к 10–12 годам.