Sinir sisteminin gelişimi

Belirli bir ortamda yaşayan herhangi bir organizma sürekli olarak onunla etkileşim halindedir. Canlı organizma, dış ortamdan yaşam için gerekli olan besin ürünlerini alır. Organizma için gereksiz maddeler dış ortama salınır. Dış ortam, organizma üzerinde olumlu veya olumsuz bir etkiye sahiptir. Canlı organizma, dış ortamdaki bu etkilere ve değişikliklere iç durumunu değiştirerek tepki verir. Canlı bir organizmanın tepkisi, büyüme, süreçlerin, hareketlerin veya salgıların güçlenmesi veya zayıflaması şeklinde kendini gösterebilir.

En basit tek hücreli organizmaların sinir sistemi yoktur. Bunlarda görülen tüm reaksiyonlar bir hücrenin aktivitesinin tezahürleridir.

Çok hücreli organizmalarda sinir sistemi, vücut yüzeyinin herhangi bir yerinden gelen tahrişi algılayabilen ve diğer hücrelere uyarılar göndererek aktivitelerini düzenleyen süreçlerle birbirine bağlı hücrelerden oluşur. Çok hücreli organizmalar, dış çevrenin etkilerini dış ektodermal hücrelerle algılar. Bu tür hücreler tahrişi algılama, onu biyoelektrik potansiyellere dönüştürme ve uyarımı iletme konusunda uzmanlaşmıştır. Vücudun derinliklerine daldırılmış ektodermal hücrelerden, çok hücreli organizmaların ilkel olarak yapılandırılmış bir sinir sistemi ortaya çıkar. En basit şekilde oluşturulmuş retiküler veya dağınık sinir sistemi, örneğin hidrada, selülerenteratlarda bulunur. Bu hayvanların iki tür hücresi vardır. Bunlardan biri - reseptör hücreleri - cildin hücreleri (ektoderm) arasında bulunur. Diğeri - efektör hücreler, vücudun derinliklerinde bulunur, birbirlerine ve bir yanıt sağlayan hücrelere bağlıdır. Hidranın vücut yüzeyinin herhangi bir bölümünün tahriş olması, daha derin hücrelerin uyarılmasına yol açar, bunun sonucunda canlı çok hücreli organizma motor aktivite gösterir, yiyecek yakalar veya düşmandan kaçar.

Daha yüksek düzeyde organize olmuş hayvanlarda, sinir sistemi, sinir merkezleri veya sinir düğümleri (ganglia) oluşturan sinir hücrelerinin konsantrasyonu ile karakterize edilir ve bunlardan sinir gövdeleri uzanır. Hayvan gelişiminin bu aşamasında, sinir sisteminin nodüler bir formu ortaya çıkar. Segmentli hayvanların temsilcilerinde (örneğin, halkalı solucanlarda), sinir düğümleri sindirim borusunun ventralinde bulunur ve enine ve uzunlamasına sinir gövdeleriyle bağlanır. Sinirler bu düğümlerden uzanır ve dalları da belirtilen segment içinde sonlanır. Segmental olarak yerleşmiş ganglionlar, hayvanın vücudunun karşılık gelen segmentleri için refleks merkezleri görevi görür. Uzunlamasına sinir gövdeleri, vücudun bir yarısındaki farklı segmentlerin düğümlerini birbirine bağlar ve iki uzunlamasına karın zinciri oluşturur. Vücudun sefalik ucunda, farenksin dorsalinde, perifaringeal bir sinir halkasıyla karın zincirinin bir çift düğümüne bağlanan bir çift daha büyük supraözofageal düğüm vardır. Bu düğümler diğerlerinden daha gelişmiştir ve omurgalıların beyninin prototipidir. Sinir sisteminin bu segmental yapısı, hayvanın vücut yüzeyinin belirli bölgelerini tahriş ederken, tepkiye vücudun tüm sinir hücrelerini dahil etmemeyi, ancak yalnızca belirli bir segmentin hücrelerini kullanmayı sağlar.

Sinir sisteminin gelişiminin bir sonraki aşaması, sinir hücrelerinin artık ayrı düğümlerde düzenlenmemesi, bunun yerine içinde bir boşluk bulunan uzunlamasına sürekli bir sinir kordonu oluşturmasıdır. Bu aşamada sinir sistemine tübüler sinir sistemi denir. Sinir sisteminin bir nöral tüp biçimindeki yapısı, en basit şekilde yapılandırılmış kafatasız hayvanlardan memelilere ve insanlara kadar tüm kordatların temsilcilerinin karakteristiğidir.

Kordatlı hayvanların vücudunun metamerik yapısına uygun olarak, tek bir tübüler sinir sistemi, bir dizi benzer tekrarlayan yapıdan veya segmentten oluşur. Belirli bir sinir segmentini oluşturan nöronların süreçleri, kural olarak, vücudun belirli bir bölgesinde ve belirli segmente karşılık gelen kas yapısında dallanır.

Böylece, hayvan hareket kalıplarının iyileştirilmesi (en basit çok hücreli organizmalardaki peristaltik yöntemden uzuvlar kullanılarak yapılan harekete kadar) sinir sisteminin yapısını iyileştirme ihtiyacını doğurdu. Kordatlarda, nöral tüpün gövde bölümü omuriliktir. Omurilikte ve kordatlarda gelişen beynin gövde bölümünde, nöral tüpün ventral bölümlerinde, aksonları ön ("motor") kökleri oluşturan "motor" hücreler ve dorsal bölümlerde - omurilik ganglionlarında bulunan "duyusal" hücrelerin aksonlarının iletişim kurduğu sinir hücreleri bulunur.

Sinir tüpünün baş ucunda, vücudun ön kısımlarında gelişen duyu organları ve solungaç aparatının varlığı nedeniyle, sindirim ve solunum sistemlerinin ilk bölümleri, sinir tüpünün segmental yapısı korunmuş olsa da önemli değişikliklere uğrar. Sinir tüpünün bu bölümleri, beynin geliştiği rudimenttir. Sinir tüpünün ön kısımlarının kalınlaşması ve boşluğunun genişlemesi, beynin farklılaşmasının ilk aşamalarıdır. Bu tür süreçler zaten siklostomlarda gözlemlenmiştir. Embriyogenezin erken evrelerinde, hemen hemen tüm kranial hayvanlarda, sinir tüpünün baş ucu üç birincil sinir vezikülünden oluşur: omuriliğe en yakın konumda bulunan romboid (rombensefalon), orta (mezensefalon) ve ön (prosensefalon). Beynin gelişimi, omuriliğin iyileşmesiyle paralel olarak gerçekleşir. Beyinde yeni merkezlerin ortaya çıkması, omuriliğin mevcut merkezlerini ikincil bir konuma yerleştirir. Beynin arka beyin kesesine (rombensefalon) ait olan kısımlarında, solungaç sinirlerinin çekirdeklerinin (10. çift - vagus siniri) gelişimi meydana gelir ve solunum, sindirim ve kan dolaşımı süreçlerini düzenleyen merkezler ortaya çıkar. Arka beynin gelişimi şüphesiz alt balıklarda zaten görülen statik ve akustik reseptörlerden (8. çift - vestibülokoklear sinir) etkilenir. Bu bağlamda, beyin gelişiminin bu aşamasında, arka beyin (beyincik ve pons) diğer kısımlara göre baskındır. Görme ve işitme reseptörlerinin ortaya çıkması ve gelişmesi, görsel ve işitsel işlevlerden sorumlu merkezlerin yerleştirildiği orta beynin gelişimini belirler. Tüm bu süreçler, hayvan organizmasının su ortamına uyum sağlamasıyla bağlantılı olarak gerçekleşir.

Yeni bir habitatta bulunan hayvanlarda - hava ortamında, hem organizmanın bir bütün olarak hem de sinir sisteminin daha fazla yeniden yapılandırılması gerçekleşir. Koku analizörünün gelişimi, nöral tüpün ön ucunun (koku fonksiyonunu düzenleyen merkezlerin yerleştirildiği ön serebral vezikül) daha fazla yeniden yapılandırılmasına neden olur, sözde koku beyni (rinensefalon) ortaya çıkar.

Üç birincil vezikülden, ön beyin ve rombensefalonun daha fazla farklılaşması nedeniyle, aşağıdaki 5 bölüm (beyin vezikülleri) ayırt edilir: ön beyin, diensefalon, orta beyin, arka beyin ve medulla oblongata. Omuriliğin sinir tüpünün baş ucundaki merkezi kanalı, beynin ventrikülleri adı verilen bir iletişim boşlukları sistemine dönüşür. Sinir sisteminin daha fazla gelişmesi, ön beynin kademeli gelişimi ve yeni sinir merkezlerinin ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Her bir sonraki aşamada, bu merkezler baş ucuna giderek daha yakın bir pozisyon işgal eder ve daha önce var olan merkezleri etkilerine tabi kılar.

Gelişimin erken evrelerinde oluşan eski sinir merkezleri kaybolmaz, ancak korunur ve yenilerine göre ikincil bir pozisyon işgal eder: Böylece, ilk olarak arka beyinde beliren işitsel merkezlerle (çekirdekler) birlikte, sonraki evrelerde işitsel merkezler ortada ve sonra telensefalonda belirir. Amfibilerde, gelecekteki yarım kürelerin temelleri ön beyinde zaten oluşmuştur, ancak sürüngenlerde olduğu gibi, bölümlerinin neredeyse tamamı koku beynine aittir. Amfibilerin, sürüngenlerin ve kuşların ön beyninde (telensefalon), subkortikal merkezler (striatum çekirdekleri) ve ilkel bir yapıya sahip olan korteks ayırt edilir. Beynin sonraki gelişimi, alt düzey sinir merkezlerini (beynin kök kısmında ve omurilikte) alt sıraya yerleştiren kortekste yeni reseptör ve efektör merkezlerinin ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Bu yeni merkezler, beynin diğer bölümlerinin aktivitesini koordine ederek sinir sistemini yapısal ve işlevsel bir bütün halinde birleştirir. Bu işleme fonksiyonların kortikolizasyonu denir. Yüksek omurgalılarda (memeliler) uç beynin yoğun gelişimi, bu bölümün diğerlerinin hepsine hükmetmesine ve tüm bölümleri bir pelerin veya serebral korteks şeklinde kaplamasına yol açar. Eski korteks (paleokorteks) ve daha sonra sürüngenlerde yarım kürelerin dorsal ve dorsolateral yüzeylerini işgal eden eski korteks (arkeokorteks), yeni bir korteks (neokorteks) ile değiştirilir. Eski bölümler yarım kürelerin alt (ventral) yüzeyine ve derinlere doğru itilir, sanki kıvrılmış gibi, hipokampüse (Ammon boynuzu) ve beynin bitişik bölümlerine dönüşür.

Bu süreçlerle eş zamanlı olarak beynin diğer tüm bölümlerinin farklılaşması ve komplikasyonu meydana gelir: ara, orta ve arka, hem yükselen (duyusal, reseptör) hem de alçalan (motor, efektör) yolların yeniden yapılandırılması. Böylece, daha yüksek memelilerde, piramidal yolların liflerinin kütlesi artar, serebral korteksin merkezlerini omuriliğin ön boynuzlarının motor hücreleri ve beyin sapının motor çekirdekleriyle birleştirir.

Yarım kürelerin korteksi, insanlarda en büyük gelişimine ulaşır ve bu, çalışma aktiviteleri ve insanlar arasında bir iletişim aracı olarak konuşmanın ortaya çıkmasıyla açıklanır. İkinci sinyal sistemi doktrinini oluşturan IP Pavlov, serebral yarım kürelerin karmaşık bir şekilde yapılandırılmış korteksini - yeni korteksi - ikincisinin maddi alt yapısı olarak kabul etti.

Beyincik ve omuriliğin gelişimi, hayvanın uzayda hareket etme yöntemindeki değişimle yakından ilişkilidir. Bu nedenle, uzuvları olmayan ve vücut hareketleriyle hareket eden sürüngenlerde, omurilik kalınlaşmalara sahip değildir ve yaklaşık olarak eşit büyüklükteki segmentlerden oluşur. Uzuvlar aracılığıyla hareket eden hayvanlarda, omurilikte kalınlaşmalar görülür ve bunların gelişme derecesi uzuvların işlevsel önemine karşılık gelir. Ön ayaklar daha gelişmişse, örneğin kuşlarda, omuriliğin servikal kalınlaşması daha belirgindir. Kuşlarda, beyinciğin yan çıkıntıları vardır - flokulus - serebellar yarım kürelerin en eski kısmı. Serebellar yarım küreler oluşur ve serebellar vermis yüksek bir gelişme derecesine ulaşır. Arka ayakların işlevleri baskınsa, örneğin kangurularda, lomber kalınlaşma daha belirgindir. İnsanlarda omuriliğin servikal kalınlaşmasının çapı lomber kalınlaşmasından daha büyüktür. Bu, emek organı olan elin alt ekstremiteye göre daha karmaşık ve çeşitli hareketler üretebilmesiyle açıklanmaktadır.

Beyindeki tüm organizmanın aktivitesi için daha yüksek kontrol merkezlerinin gelişimiyle bağlantılı olarak, omurilik ikincil bir konuma düşer. Omuriliğin kendi bağlantılarının daha eski segmental aparatını korur ve beyinle bilateral bağlantıların suprasegmental bir aparatını geliştirir. Beynin gelişimi, reseptör aparatının iyileştirilmesinde, metabolizmayı değiştirerek organizmanın çevreye uyum mekanizmalarının iyileştirilmesinde, fonksiyonların kortikolizasyonunda kendini gösterdi. İnsanlarda, dik duruş nedeniyle ve doğum aktivitesi sürecinde üst uzuvların hareketlerinin iyileştirilmesiyle bağlantılı olarak, serebellar yarım küreler hayvanlara göre çok daha fazla gelişmiştir.

Beyin korteksi, her türlü analizörün kortikal uçlarının bir koleksiyonudur ve özellikle görsel düşüncenin maddi alt yapısıdır (IP Pavlov'a göre, gerçekliğin ilk sinyal sistemi). İnsanlarda beynin daha da gelişmesi, insanların sadece hayvanların yaptığı gibi değişen çevre koşullarına uyum sağlamalarına değil, aynı zamanda dış çevreyi kendilerinin etkilemelerine de olanak tanıyan araçların bilinçli kullanımıyla belirlenir. Toplumsal emek sürecinde, konuşma insanlar arasında gerekli bir iletişim aracı olarak ortaya çıktı. Böylece, insanlar soyut düşünme yeteneği edindiler ve bir kelimeyi veya sinyali algılamak için bir sistem oluştu - IP Pavlov'a göre, maddi alt yapısı yeni serebral korteks olan ikinci sinyal sistemi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]