Sinirsel gelişim embriyonun ilk oluşum aşamasından hayatın son yıllarına kadar sinir sisteminin üretilmesi, şekillenmesi ve yeniden şekillenmesi sürecini içerir. Sinir gelişimi çalışması beyin gelişimin hücresel temelini ve altında yatan mekanizmanın tanımlanmasını amaçlamaktadır. Bu alan hem sinir bilimini hem de gelişim biyolojisini, karmaşık sinir sisteminin gelişmesine aracılık eden hücresel ve moleküler mekanizmalara bilgi sağlanması amacıyla ele alır. Sinir sistemindeki bozukluklar otizm, Rett sendromu zeka geriliği kadar bilişsel, motor ve zihinsel özürlülüğe yol açar.

Beyin Gelişimine Genel Bakış

Beyin, bir erken embriyotik yapı olan embriyotik tüpten embriyo gelişimi esnasında belirir. Hücre yayılımı nedeniyle hızla genişleyen ve nihayetinde beynin ortaya çıkmasına yol açan sinir tüpünün en ön kısmına telensefal denir. Bazı hücrelerin bölünmesi tedricen durur ve nöronlar ve gliyal hücreler olarak ayrışırlar, bu da beynin asıl hücresel bileşenlerini teşkil eder. Yeni üretilmiş bu nöronlar kendi kendilerine farklı beyin yapılarını oluşturmak üzere gelişmekte olan beyninin farklı yerlerine doğru hareket eder. Nöronlar kendi bölgesel konumlarına ulaştıklarında, sinapslar üzerinden diğer sinirlerle iletişim kurmalarına imkan sağlayan aksonlara ve dendiritlere uzanırlar. Nöronlar arasındaki bu spantik iletişim, algısal ve motor süreçlere aracılık eden fonksiyon sinirsel çevrimin kurulmasına ve davranışların temelinin oluşmasına yol açar. Beyin, hayatın ilk 20 yılında gelişme sürecinin çoğunu tamamlamış olur.

Sinir Gelişim Şekilleri

Nöronların doğumu ve kök hücresi öncüllerinden ayrılması, tam olgunlaşmamış olan nöronların embriyodaki meydana geldiklerinden nihai konumlarına göç etmeleri, nöronlardan akson ve dendiritlerin gelişmesi, embriyodan postsnaptik partnerlere doğru gerçekleşen motil konuk büyüme, aksonlar ve bunların postsnaptik partnerleri arasında snapsların üretilmesi ve sonunda da öğrenme ve hafızanın temelini oluşturduğu düşünülen hayat boyu meydana gelen değişimler sinir gelişiminin bazı kilometre taşlarıdır.

Bu sinirsel gelişim tipik olarak aktiviteden bağımsız mekanizmalar ve aktiviteye bağımlı mekanizmalar şeklinde geniş anlamda iki kategoriye ayrılır. Aktivitelerden bağımsız mekanizmaların genellikle kişinin genetik programlarının nöron gelişimi üzerinde büyük oranda oynadığı roller tarafından belirlenen fiziksel bağlantılı bir süreç olduğuna inanılır. Bu ise başlangıçtaki hedef alanlardaki farklılaşma, göç ve akson yönlenmesini içerir. Bu süreçlerin sinirsel aktivitelerden ve duyusal tecrübelerden bağımsız olduğu düşünülüyor. Aksonlar hedef alanlarında ulaştıklarındaysa aktivite bağımlı mekanizmalar devreye girer. Sinaps oluşumları aktiviteden bağımsız olay olmasına rağmen, sinapslardaki değişimler ve sinaps eliminasyonları sinirsel aktiviteleri gerektirir.

Gelişim sinir bilimi fareler, meyve sineği, zebra balığı, solucan gibi çeşitli hayvan modellerini kullanır.

Sinir Sisteminin Şekillenmesi

Korditteki dorsla ektoderm tüm sinir dokusu ve sinir sistemini şekillendirir. Şekillenme, hususi çevre şartları-sinyal üreten moleküllerin farklı konsantrasyonları dolayısıyla gerçekleşir.

Nöronların Göçü

Nöronların göçü, nöronların beyindeki nihai yerlerini almak üzere ilk oluştukları ya da doğduklarından hareket etme bir metottur. Nöronlar bunu şekilde gerçekleştirirler ki buna örnek olarak radyal (yayılmacı) göç ya da teğetsel (veya dolaylı) göç verilebilir.