Desarrollo del sistema nervioso central

Etapas iniciales

Al final de la segunda semana, aparece una estructura denominada línea primitiva, que se presenta como un surco en la capa del epiblasto del disco bilaminar.

Las células del epiblasto migran hacia abajo a través de la línea primitiva, lo que da lugar a tres capas a partir de las dos iniciales. Estas tres capas germinales forman el disco embrionario trilaminar:

• Endodermo: capa más interna.
• Mesodermo: capa intermedia.
• Ectodermo: capa más externa.

El sistema nervioso se origina en el ectodermo, que es la capa más externa del disco embrionario. Para más información, consulta nuestro artículo sobre el desarrollo embrionario temprano.

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Fig. 1: La formación de las tres capas germinales primarias tiene lugar durante la tercera semana de desarrollo. El embrión en esta etapa mide solo unos pocos milímetros de longitud.

Neurulación

En la tercera semana de desarrollo, aparece la notocorda en el mesodermo. La notocorda secreta factores de crecimiento que estimulan la diferenciación del ectodermo suprayacente en neuroectodermo, lo que forma una estructura engrosada conocida como placa neural.

Los bordes laterales de la placa neural se elevan para formar pliegues neurales. Los pliegues neurales se acercan entre sí y se unen en la línea media, fusionándose para formar el tubo neural (precursor del cerebro y la médula espinal).

Durante la fusión de los pliegues neurales, algunas células de estos pliegues migran para formar una población celular diferenciada, conocida como cresta neural. Dan lugar a una línea celular diversa, que incluye melanocitos, cartílago y hueso craneofacial, músculo liso, neuronas periféricas y entéricas, y neuroglía.

La formación del tubo neural se conoce como neurulación y se completa al final de la cuarta semana de desarrollo.

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Fig. 2: Neurulación: formación del tubo neural a partir del neuroectodermo.

Relevancia clínica: Defectos en la formación del tubo neural

La anencefalia se debe a que el tubo neural no se cierra en su extremo cefálico, lo que provoca la ausencia parcial del cerebro y del cráneo. La falta de estructuras encefálicas fundamentales hace que esta sea una afección mortal, y los recién nacidos con esta anomalía congénita no suelen sobrevivir más de unas pocas horas o días después del nacimiento.

La espina bífida se debe a un cierre incompleto del tubo neural en su extremo caudal (normalmente en la región lumbar). Existen tres tipos principales de espina bífida, de gravedad creciente:

• La espina bífida oculta: la forma más leve, se caracteriza por un cierre incompleto de las vértebras, sin protrusión de la médula espinal. La mayoría de las personas con esta forma de espina bífida no saben que la padecen, y su descubrimiento suele ser fortuito.
• Meningocele (quiste meníngeo): protuberancia de las meninges entre las vértebras en la parte posterior, sin que la médula espinal resulte dañada.
• Mielomeningocele: la forma más grave, en la que una parte de la médula espinal no se ha fusionado y sobresale en la parte posterior a través de una abertura entre las vértebras, en un saco formado por las meninges. Esto está asociado con una discapacidad grave.

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Fig. 3: Los tres tipos principales de espina bífida. Se debe a un fallo en la fusión del tubo neural.

Evolución posterior

Cerebro y cerebelo

En la quinta semana de desarrollo, aparecen protuberancias en el extremo craneal del tubo neural. Primero aparecen tres vesículas primarias, que posteriormente se convierten en cinco vesículas secundarias.

Estas vesículas darán lugar a todas las estructuras del cerebro y el cerebelo, así como al sistema ventricular que se muestra en la tabla siguiente:

Mientras tanto, las células del neurodermo comienzan a diferenciarse en neuronas y células neurogliales. Las neuronas migran por todo el encéfalo y, una vez que llegan a su destino final, desarrollan axones y dendritas, formando sinapsis.

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Fig. 4: Las cinco vesículas cerebrales secundarias y sus derivados.

Médula espinal

Mientras que el extremo craneal del tubo neural da lugar al cerebro y al cerebelo, el extremo caudal se desarrolla hasta formar la médula espinal.

Las células de la cara dorsal forman la placa alar, que posteriormente se convierte en el asta dorsal (posterior). Las células del extremo ventral forman la placa basal, que luego se convierte en el asta ventral (anterior).

Después del parto

El desarrollo del sistema nervioso central continúa durante muchos años después del nacimiento. Se forman sinapsis y aparecen nuevas conexiones, cuyo número aumenta durante toda la infancia y hasta la edad adulta.

Solo las sinapsis y las vías que se utilizan perduran hasta la edad adulta. El proceso de poda sináptica permite eliminar las sinapsis que no se utilizan.