فصل ششم: چگونگی ایجاد و شکل گیری دستگاه عصبی مرکزی

ساخته شدن و تمایز یافتن دستگاه عصبی در جنین زودتر از سایر اندامها و دستگاهها آغاز میشود و اولین دوره اندام زایی جنین را تشکیل می دهد. در انسان و سایر مهره داران دستگاه عصبی از تمایز پوسته خارجی جنین اکتودرم) به وجود می آید. ابتدا پوسته خارجی در طول پشت جنین به صورت یک نوار مسطح و قطور مشخص می شود که به آن نوار یا صفحه عصبی میگویند. یاخته های صفحه عصبی ضمن تکثیر، داخل رفته یک فرورفتگی طولی را به نام ناودان یا شیار عصبی ایجاد می کنند. هم زمان با تکثیر یاخته ها به تدریج دو سر شیار عصبی به یکدیگر نزدیک و سپس متصل میشود. اتصال دو لبه لوله عصبی ابتدا در ناحیه وسط جنين صورت می گیرد و سپس به دو سر لوله امتداد می یابد و سرانجام دو منفذ قدامی و خلفی آن کاملاً بسته میشود. هم زمان با تغییراتی که گفته شد تعدادی از یاخته های دو طرف لوله عصبی به صورت گروهی از این لوله جدا میشوند. این توده یاخته ها را تیغه های عصبی مینامند. تیغه های عصبی با رشدونمو و تمایز خود سرانجام عقده های نخاعی ریشه های خلفی اعصاب نخاعی عقده های حسی اعصاب مغزی گرههای عصبی پراکنده در بدن و نواحی مرکزی غدد فوق کلیوی را می سازند و لوله عصبی مغز و نخاع را به وجود می آورند.

شکل ۱۳: دستگاه عصبی

یاخته های تشکیل دهنده لوله عصبی در طی تکثیر و رشدونمو خود در دو جهت از یکدیگر تمایز می یابند. عده ای که نورو اکتوبلاست خوانده می شوند منشأ نورونها و عده دیگری که اسپونژیوبلاست نام دارند، منشأ سلولهای بافت همبند (نوروگلیا) با منشأ اکتو در می میشوند. لوله عصبی اولیه در ناحیه سر جنین برجسته تر از نواحی دیگر است. این برجستگی حباب مانند به مغز تبدیل میشود و در دنباله آن نخاع به وجود میآید. ناحیه برجسته ابتدای لوله عصبی با تکثیر یاخته ها و ایجاد فرورفتگی در آن ابتدا به سه برجستگی تقسیم میشود که از بالا به پایین به نامهای مغز پیشین (پروز انسفال)، مغز میانی (مزانسفال) و مغز پسین (رومبانسفال) خوانده میشوند. در جنین ۲۵ روزه انسان این سه بخش به وجود آمده اند. تا حدود یک هفته بعد مغز پیشین به دو بخش و مغز پسین نیز به دو بخش تقسیم میشود به طوری که مغز جنین در ابتدای ماه دوم دارای پنج برجستگی در ناحیه سر می شود. البته هم زمان با این تغییرات خمیدگیهایی بین این برجستگیها به وجود آمده آنها را بر روی یکدیگر قرار میدهد تا مغز در درون حفره جمجمه که در حال شکل گیری است جای گیرد. برجستگیهای حاصل از تقسیم مغز پیشین را تلانسفال و دیانسفال میخوانند. این دو برجستگی نیمکره های مخ را میسازند. تقسیمات مغز پسین متانسفال و میلانسفال نام دارند که مخچه پل مغز و بصل النخاع را به وجود می آورند. بصل النخاع یا پیاز مغز تیره که پایین ترین بخش مغز است از رشدونمو میلانسفال که پایین ترین برجستگیهای پنج گانه اولیه مغز است ساخته می شود. در سقف حفره وسط بصل النخاع رگهای خونی زیادی تشکیل می شود که سرانجام به برجستگیهای ریز مرجان مانندی به نام شبکه کوروئید تحتانی تبدیل می گردد. نقش شبکه کوروئید تراوش و ترشح بخشی از مایع مغزی نخاعی است. در بالای بصل النخاع بر اثر رشد و نمو متانسفال در سمت پشت مخچه و در سمت جلو، پل مغز ساخته می شود. کمی بالاتر مز انسفال یا مغز میانی برجستگیهای چهارگانه و دو جوانه پایکهای مغزی را میسازد. بزرگ ترین بخش مغز نیمکره های مخ است که در بالای مز انسفال قرار دارند. تلانسفال که اولین برجستگی از حبابهای پنج گانه مغز جنین است از وسط به طور ناقص به دو نیمکره تقسیم میشود. بخشهایی از هر نیمکره مخ به وسیله تلانسفال و بخشهای دیگر از دیانسفال به وجود می آیند. قشر مخ و پیازهای بویایی و هسته های عدسی و دم دار و بادامه در تلانسفال ساخته می شوند. دیانسفال سازنده تالاموسها، هیپوتالاموس غده کاجی بخش پشتی غده هیپوفیز و جوانه سازنده شبکیه چشم است. نیمکره های مخ به وسیله رشته های بسیار زیاد عصبی به نام رابط پینه ای با یکدیگر ارتباط دارند.

آنچه گفته شد تغییرات ظاهری و ریخت شناختی دستگاه عصبی مرکزی است. همراه با این تغییرات در درون یاخته های دستگاه عصبی دگرگونی زیادی از نظر ویژگیهای مولکولی و عملی پدید می آید و یاخته های پوششی اولیه را به صورت یاخته های تحریک پذیر عصبی و یاخته های بافت همبند عصبی در می آورد. نورونها در دوره جنینی و کودکی بسیار زیاد تکثیر می یابند. با آنکه بیشترین تکثیر و رشد و نمو یاخته های عصبی در دوره جنینی صورت میگیرد و مغز نوزاد انسان بخش اعظم یاخته های خود را به دست می آورد وزن مغز نوزاد فقط در حدود یک چهارم وزن مغز فرد بالغ است. این نسبت در شش ماهگی به حدود ۵۰ درصد و در دو سالگی به ۷۵ درصد می رسد. از آن پس تکثیر نورونها جز در برخی از نواحی استثنایی مانند مخاط بویایی و هیپوکامپ متوقف میشود. افزایش وزن مغز که کمی پس از بلوغ ادامه می یابد نتیجه رشد انفرادی نورونها و افزایش طول و قطر تارهای عصبی و افزایش قطر میلین در برخی از تارهای عصبی است. از حدود دو سالگی که نورونها قدرت تکثیر خود را از دست می دهند، آسیب دیدن اجسام سلولی تورونها بیش از پیش جبران ناپذیر می شود.

شکل ۱۴: رشد و نمو مغز در دوره جنینی انسان که افزایش رشد نیمکره های مخ را نسبت به سایر برجستگیهای اولیه مغز نشان می دهد.

شرایط لازم برای رشد و نمو طبیعی مغز

رشد و نمو طبیعی مغز به عوامل متعدد وراثتی تغذیه ای و حسی بستگی دارد. عوامل ژنتیک محدوده ای را تشکیل میدهند که در درون آن به شرط وجود شرایط تغذیه ای و حسی مناسب امکان تحقق تواناییهای عصبی و ذهنی وجود دارد. وجود تعداد زیادی از بیماریهای عصبی و روانی مانند بیماری کره هانتینگتون، فنیل کتونوری، آلزایمر و اسکیزوفرنی که برای آنها زمینه های ژنتیک شناسایی شده است اهمیت عوامل وراثتی را در رشد و نمو مغز و کار کرد طبیعی آن نشان میدهد. پژوهشهایی که در جانوران درباره نقش تغذیه در رشد و نمو مغز صورت گرفته است نشان میدهند که سوء تغذیه به خصوص کمبود پروتئین و ویتامینهای لازم در رژیم غذایی باعث کاهش رشد مغز و انشعابات تارهای عصبی و سیناپسهای آنها می گردد. وجود محرکهای حسی از جمله دیگر عوامل لازم برای رشد طبیعی مغز است. محرومیت از یادگیری و محرکهای حسی به ویژه در برخی از دوره های حساس باعث عقب ماندگی ذهنی برگشت ناپذیر میشود.

شکل ۱۵: بخشهای مهم دستگاه عصبی مرکزی و ستون مهره ها

تحلیل و ترمیم اعصاب

زندگی تارهای عصبی وابسته به سلامت جسم سلولی آنهاست. اگر جسم سلولی یک نورون از بین برود همه دندریتها و آکسونهای آن تحلیل خواهند رفت. قطع ارتباط تار عصبی با جسم سلولی آن نیز موجب تحلیل رفتن آن تار خواهد شد. بلافاصله پس از قطع تار عصبی هدایت موج عصبی در محل قطع متوقف می شود و در ساعات بعد تحلیل تار عصبی از سر مرکزی آن یعنی ناحیه ای که به جسم سلولی متصل و یا به آن نزدیک تر بوده است شروع شده به سوی سر محیطی تار پیش می رود. اگر قطع تار عصبی در مجاورت جسم سلولی صورت گیرد، ممکن است باعث مرگ نورون گردد که این حالت را تحلیل پس رو می خوانند. هنگامی که جسم سلولی نورون یا تار عصبی می میرد به وسیله یاخته های درشتخوار بدن خورده می شود و از بین میرود. اگر تار عصبی قطع شده از نوع میلین دار باشد، علاوه بر تار عصبی غلاف میلین اطراف آن نیز قطعه قطعه شده از بین می رود؛ ولی سلولهای شوان و یا نوروگلیای اطراف تار عصبی قطع شده باقی میمانند و تکثیر پیدا می کنند.

در صورتی که فقط تار عصبی قطع شده تحلیل رود و جسم سلولی آن سالم باشد بازسازی و ترمیم تار امکان پذیر است. در اعصاب محیطی قطع شده پس از چند روز جوانه هایی در تارهای عصبی متصل به اجسام سلولی ظاهر می شوند که به کندی رشد کرده در شرایط مناسب پس از چند هفته یا چند ماه جای تارهای عصبی تحلیل رفته را میگیرند و در صورتی که در مسیر قبلی در درون یاخته های شوان قرار گرفته باشند در اطراف آنها دوباره غلاف میلین ساخته می شود. سلولهای شوان موادی به نام نوروتروفین یا فاکتورهای رشد عصب ترشح می کنند که آکسونها را رشد داده در جهت مناسب و به سوی مسیر قبلی خود هدایت می کنند و با رسیدن این تارها به اندام هدف خود بهبودی قابل توجهی در عملکرد عصبی حاصل می شود. قطر تارهای عصبی تازه ساخته شده و میلین اطراف آنها در ابتدا کم است و به مرور ایام به حد عادی خود میرسد. آنچه ترمیم تارهای عصبی قطع شده را مشکل می کند این است که در هنگام قطع عصب دو سر قطع شده از یکدیگر فاصله می گیرند و این فاصله به وسیله بافت پیوندی اشغال میشود به طوری که رشته های رشد یافته بعدی دقیقاً مسیر قبلی را طی نکرده گاه کلافه های دردناکی ایجاد می کنند. به همین جهت جراحی دقیق اعصاب در هنگام قطع آنها به منظور متصل ساختن دو سر قطع شده تارها به یکدیگر کمک مؤثری به ترمیم بعدی آنها می کند.

در مراکز عصبی ترمیم اعصاب مشکل تر است. قطع نخاع یا سایر مراکز عصبی عملاً اختلالات برگشت ناپذیری ایجاد میکند. قطع نخاع علاوه بر از بین بردن تعدادی از نورونها باعث ایجاد فاصله بین دو سر قطع شده نخاع میگردد و با اشغال این فاصله به وسیله بافت پیوندی ایجاد ارتباط مجدد بین هزاران تار عصبی دو طرف قطع شده عملاً غیر ممکن می شود. نورونهای مراکز عصبی فاقد مواد شیمیایی پیش برنده رشد و بازسازی اعصاب هستند و پس از جراحت دستگاه عصبی مرکزی تکثیر آستروسیتها و ایجاد التهاب و واکنشهای سلولهای ایمنی و جوش خوردگی ،زخم همگی شرایط را برای بازسازی اعصاب نامناسب میکنند. تحقیقات جدیدی در حال انجام است تا بتوان راهکارهای مناسبی برای التیام و بازسازی مراکز عصبی پیدا کرد ولی در حال حاضر کمک به درمان نسبی عوارض ناشی از جراحت مغز و نخاع با خدمات توان بخشی امکان پذیر است.

پرده های مغز و نخاع (مننژها)

مغز و نخاع که بافتهای نرم و آسیب پذیری دارند بیش از سایر اندامهای بدن محافظت میشوند. پرده هایی به نام مننز در اطراف دستگاه عصبی مرکزی و در فاصله بین این دستگاه و استخوان جمجمه یا ستون مهره ها وجود دارند که شدت ضربه هایی را که بر استخوان سر یا ستون مهره ها وارد میشوند کاهش میدهند و یک سد شیمیایی نیز در برابر بسیاری از مواد آسیب رسان ایجاد می کنند. پرده های مننژ از بیرون به درون به ترتیب شامل سخت شامه، عنکبوتیه و نرم شامه است. سخت شامه پرده نسبتاً ضخیم و سختی است که به استخوان جمجمه چسبیده و خود شامل دو لایه است که در بعضی نواحی از یکدیگر فاصله گرفته، رگهای خونی را از بین خود عبور میدهند. سخت شامه به صورت تیغه هایی به بعضی از نواحی مغز وارد میشود. بزرگترین این تیغه ها در بین دو نیمکره مغز است و داس مغزی خوانده می شود. چادرینه مخچه در بین مخچه بخش پس سری مغز و داس مخچه ای کوچک از سخت شامه ساخته شده است. در نخاع در بین سخت شامه و استخوان ستون مهره ها فاصله مختصری به نام فضای روی سخت شامه (اپی دورال) وجود دارد. این فاصله را بافت پیوندی سست چربی دار و تعداد زیادی رگهای خونی اشغال میکند. عنکبوتیه پرده نازک ظریفی است که کم و بیش به سخت شامه چسبیده است. فضایی که بین سخت شامه و عنکبوتیه است فضای زیر سخت شامه ساب دورال میخوانند. عنکبوتیه از نرم شامه فاصله دارد و رشته هایی مانند تارهای عنکبوت از پرده عنکبوتیه جدا شده روی نرم شامه میچسبند. در فاصله بین نرم شامه عنکبوتیه و در بین رشته ها فضاهای زیر عنکبوتیه وجود دارند که به وسیله مایع مغزی نخاعی پر شده اند. اثر ضربه گیری مایع مغزی نخاعی در حفاظت مکانیکی دستگاه عصبی بسیار مهم است. نرم شامه پرده بسیار نازکی با رگهای خونی فراوان است که به بافت مغز و نخاع چسبیده در شیارهای آن نیز وارد می شود؛ رگهایی را که وارد بافت عصبی میشوند لایه ای از نرم شامه می پوشاند. التهاب و چرکی شدن پرده های منتر را مننژیت میخوانند که به علت عفونت ناشی از ویروس یا باکتری ایجاد میشود و با تب و سردرد و سختی عضلات گردن همراه است.

رسانه‌های تکمیلی فصل

پادکست

ویدیو