第一節(jié) 神經(jīng)管和神經(jīng)嵴發(fā)生發(fā)育機理
神經(jīng)系統(tǒng)起源于外胚層，由神經(jīng)管和神經(jīng)嵴分化而成。從原始脊椎動物開始就出現(xiàn)神經(jīng)管和神經(jīng)嵴，這一胚胎機制逐漸從簡單到復雜演化發(fā)育，出現(xiàn)不同的脊椎動物演化發(fā)育物種出現(xiàn)，成為動物界演化的主流演化支，演化出魚類，兩棲類，爬行類，鳥類，哺乳類，人是哺乳類中最高級的進化物種，以下以人類機體為例講述神經(jīng)管和神經(jīng)嵴的發(fā)育發(fā)生機制。
人胚第3周初，在脊索的誘導下，出現(xiàn)了由神經(jīng)外胚層構(gòu)成的神經(jīng)板。隨著脊索的延長，神經(jīng)板也逐漸長大并形成神經(jīng)溝。在相當于枕部體節(jié)的平面上，神經(jīng)溝首先愈合成管，愈合過程向頭、尾兩端進展，最后在頭尾兩端各有一開口，分別稱前神經(jīng)孔和后神經(jīng)孔。胚胎第25天左右，前神經(jīng)孔閉合，第27天左右，后神經(jīng)孔閉合，完整的神經(jīng)管形成。神經(jīng)管的前段膨大，衍化為腦；后段較細，衍化為脊髓。
在由神經(jīng)溝愈合為神經(jīng)管的過程中，神經(jīng)溝邊緣與表面外胚層相延續(xù)的一部分神經(jīng)外胚層細胞游離出來，形成左右兩條與神經(jīng)管平行的細胞索，位于表面外胚層的下方，神經(jīng)管的背外側(cè)，稱神經(jīng)嵴，神經(jīng)嵴分化為周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)節(jié)和神經(jīng)膠質(zhì)細胞、腎上腺髓質(zhì)的嗜鉻細胞、黑色素細胞、濾泡旁細胞、頸動脈體I型細胞等。另外，神經(jīng)嵴頭段的部分細胞還可變?yōu)殚g充質(zhì)細胞，并由此分化為頭頸部的部分骨、軟骨、肌肉及結(jié)締組織。因此，這部分神經(jīng)嵴組織又稱為中外胚層。
神經(jīng)板由單層柱狀上皮構(gòu)成，稱神經(jīng)上皮。當神經(jīng)管形成后，管壁變?yōu)榧購蛯又鶢钌掀?，上皮的基膜較厚，稱外界膜。神經(jīng)上皮細胞不斷分裂增殖，部分細胞遷至神經(jīng)上皮的外周，成為成神經(jīng)細胞。之后，神經(jīng)上皮細胞又分化出成神經(jīng)膠質(zhì)細胞，也遷至神經(jīng)上皮的外周。于是，在神經(jīng)上皮的外周由成神經(jīng)細胞和成膠質(zhì)細胞構(gòu)成一層新細胞層，稱套層。原來的神經(jīng)上皮停止分化，變成一層立方形或接柱狀細胞，稱室管膜層。套層的成神經(jīng)細胞起初為圓球形，很快長出突起，突起逐漸增長并伸至套層外周，形成一層新的結(jié)構(gòu)，稱邊緣層。隨著成神經(jīng)細胞的分化，套層中的成膠質(zhì)細胞也分化為星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，并有部分細胞進入邊緣層。
第二節(jié) 腦和脊髓的發(fā)生
神經(jīng)管的下段分化為脊髓，其管腔演化為脊髓中央管，套層分化為脊髓的灰質(zhì)，邊緣層分化為白質(zhì)。神經(jīng)管的兩側(cè)壁由于套層中成神經(jīng)細胞和成膠質(zhì)細胞的增生而迅速增厚，腹側(cè)部增厚形成左右兩個基板，背側(cè)部增厚形成左右兩個翼板。神經(jīng)管的頂壁和底壁都薄而窄，分別形成頂板和底板。
由于基板和翼板的增厚，在神經(jīng)管的內(nèi)表面出現(xiàn)了左右兩條縱溝，稱界溝。
由于成神經(jīng)細胞和成膠質(zhì)細胞的增多，左右兩基板向腹側(cè)突出，致使在兩者之間形成了一條縱行的深溝，位居脊髓的腹側(cè)正中，稱前正中裂。同樣，左右兩翼板也增大，但主要是向內(nèi)側(cè)推移并在中線愈合，致使神經(jīng)管的背側(cè)份消失。左右兩翼板在中線的融合處形成一隔膜，稱后正中隔。基板形成脊髓灰質(zhì)的前角（或前往），其中的成神經(jīng)細胞分化為軀體運動神經(jīng)元。翼板形成脊髓灰質(zhì)后角（或后柱），其中的神經(jīng)細胞分化為中間神經(jīng)元。若干成神經(jīng)細胞聚集于基板和翼極之間，形成脊髓側(cè)角（或側(cè)柱），其內(nèi)的成神經(jīng)細胞分化為內(nèi)臟傳出神經(jīng)元。至此，神經(jīng)管的尾端分化成脊髓，神經(jīng)管周圍的間充質(zhì)分化成脊膜。
胚胎第3個月之前，脊髓與脊柱等長，其下端可達脊柱的尾骨。第3個月后，由于脊柱增長比脊髓快，脊柱逐漸超越脊髓向尾端延伸，脊髓的位置相對上移。至出生前，脊髓下端與第3腰椎平齊，僅以終絲與尾骨相連。由于節(jié)段分布的脊神經(jīng)均在胚胎早期形成，并從相應節(jié)段的椎間孔穿出，當脊髓位置相對上移后，脊髓頸段以下的脊神經(jīng)根便越來越斜向側(cè)，至腰、骰和尾段的脊神經(jīng)根則在椎管內(nèi)垂直下行，與終絲共同組成馬尾
腦的發(fā)生：
腦起源于神經(jīng)管的頭段，其形態(tài)發(fā)生和組織分化過程盡管與脊髓有一些相同或相似之處，但比脊髓更為復雜。
一、腦泡的形成和演變
胚胎第4周末，神經(jīng)管頭段形成三個膨大，即腦泡，由前向后分別為前腦泡、中腦泡和菱腦泡。至第5周時，前腦的頭端向兩側(cè)膨大，形成左右兩個端腦，以后演變?yōu)榇竽X兩半球，而前腦泡的尾端則形成門腦。中腦泡變化不大，演變?yōu)橹心X。菱腦勉演變?yōu)轭^側(cè)的后腦和尾側(cè)的末腦，后腦演變?yōu)槟X橋和小腦，末腦演變?yōu)檠铀?。隨著腦泡的形成和演變，神經(jīng)管的管腔也演變?yōu)楦鞑课坏哪X室。前腦泡的腔演變發(fā)左右兩個側(cè)腦室和間腦中的第三腦室；中腦泡的腔很小，形成狹窄的中腦導水管；菱腦泡的控演變?yōu)閷挻蟮牡谒哪X室。在腦泡的形成和演變過程中，同時出現(xiàn)了幾個不同方向的彎曲。首先出現(xiàn)的是凸向背側(cè)的頸曲和頭曲。前者位于腦與脊髓之間，后者位于中腦部，故又稱中腦曲之后，在腦橋和端腦處又出現(xiàn)了兩個凸向腹側(cè)的彎曲，分別稱腦橋曲和端腦曲。腦壁的演化與脊髓相似，其側(cè)壁上的神經(jīng)上皮細胞增生并向外側(cè)遷移，分化為成神經(jīng)細胞和成膠質(zhì)細胞，形成套層。由于套層的增厚，使側(cè)壁分成了翼板和基極。端腦和間腦的側(cè)壁大部分形成翼板，基板甚小。端腦套層中的大部分細胞都遷至外表面，形成大腦皮質(zhì)；少部分細胞聚集成團，形成神經(jīng)核。中腦、后腦和末腦中的套層細胞多聚集成細胞團或細胞柱，形成各種神經(jīng)核。翼板中的神經(jīng)核多為感覺中繼核，基板中的神經(jīng)核多為運動核。
二、大腦皮質(zhì)的組織發(fā)生
大腦皮質(zhì)由端腦套層的成神經(jīng)細胞遷移和分化而成。大腦皮質(zhì)的種系發(fā)生分三個階段，最早出現(xiàn)的是原皮質(zhì)，繼之出現(xiàn)舊皮質(zhì)，最晚出現(xiàn)的是新皮質(zhì)。人類大腦皮質(zhì)的發(fā)生過程重演了皮質(zhì)的種系發(fā)生。海馬（原皮質(zhì)）和齒狀回是最早出現(xiàn)的皮質(zhì)結(jié)構(gòu)，相當于種系發(fā)生中的原皮質(zhì)，與嗅覺傳導有關(guān)。
胚胎第7周時，在紋狀體的外側(cè)，大量成神經(jīng)細胞聚集并分化，形成梨狀皮質(zhì)，相當于種系發(fā)生中的舊皮質(zhì)，也與嗅覺傳導有關(guān)。舊皮質(zhì)出現(xiàn)不久，神經(jīng)上皮細胞分裂增殖、分批分期地遷至表層并分化為神經(jīng)細胞，形成了新皮質(zhì)，這是大腦皮質(zhì)中出現(xiàn)最晚、面積最大的部分。由于成神經(jīng)細胞分批分期地產(chǎn)生和遷移，因而皮質(zhì)中的神經(jīng)細胞呈層狀排列。越早產(chǎn)生和遷移的細胞，其位置越深；越晚產(chǎn)生和遷移的細胞，其位置越表淺，即越靠近皮質(zhì)表層。胎兒出生時，新皮質(zhì)已形成6層結(jié)構(gòu)。古皮質(zhì)和舊皮質(zhì)的分層無一定規(guī)律性，有的分層不明顯，有的分為三層。
第三節(jié) 神經(jīng)嵴遷移與胚胎演化
圖2-2-1神經(jīng)嵴胚層發(fā)育示意圖
（圖片來源：《神經(jīng)內(nèi)科學高級教程》，出版社名稱: 中華醫(yī)學電子音像出版社 出版時間: 2016年6月作者: 無 編者: 王擁軍 ISBN編號: 9787830050849）
一、神經(jīng)嵴
脊椎動物胚胎發(fā)育中的一種過渡性結(jié)構(gòu)，是在神經(jīng)管建成時位于神經(jīng)管和表皮之間的一條縱向的細胞帶。神經(jīng)嵴的細胞具有很強的遷移能力，它們逐漸地遷移到胚胎一定部位，分化為各種特定的細胞和組織。
脊椎與其他動物如此不同的很多特點都與頭有關(guān)，其中包括頭蓋骨和專門化的眼睛及耳朵。頭的形式在很大程度上是動物由神經(jīng)嵴（神經(jīng)冠）細胞決定的，這些細胞源自胚胎中被稱為“神經(jīng)板”形成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的區(qū)域，然后在整個身體中遷移，幫助形成各種不同組織。因此神經(jīng)嵴機制研究對于我們解開脊椎動物形態(tài)演變之迷是個關(guān)鍵。
神經(jīng)嵴的預定部位可以追溯到早期原腸胚階段，它位于預定的神經(jīng)板和預定表皮的交界處。在神經(jīng)板形成的時候，神經(jīng)嵴細胞位于神經(jīng)板的邊沿，繼而隆起為神經(jīng)褶的主要部分。隨著兩側(cè)神經(jīng)褶進一步隆起，相互接近，并自前而后逐漸融合，原來板狀的神經(jīng)板形成管狀。神經(jīng)嵴細胞從神經(jīng)管背壁分離出來，形成一長條略有起狀的細胞帶，同神經(jīng)管及覆蓋它的表皮細胞有明顯的區(qū)別。
各種脊椎動物的神經(jīng)嵴細胞的發(fā)育命運和遷移行為極為相似，但同一胚胎，不同部位的嵴細胞最終定位和分化卻有很大差別。
在胚胎發(fā)育過程中，神經(jīng)嵴的形成及其細胞遷移表現(xiàn)明顯的自前而后的順序。因此，在某一發(fā)育階段，同一胚胎前后不同部位的神經(jīng)嵴形成和細胞遷移處于不同的階段。例如雞胚發(fā)育第2天，神細褶剛剛在胚體后端融合時，頭部神經(jīng)嵴已形成并開始細胞遷移，中段神經(jīng)嵴雖然形成，但細胞遷移尚未開始。又如在蛙類，頭部神經(jīng)嵴細胞遷移開始于神經(jīng)褶形成時期，但軀干部嵴細胞的遷移直到神經(jīng)管關(guān)閉或閉合以后才開始。由此表明脊椎動物內(nèi)骨骼形態(tài)演變與神經(jīng)嵴細胞遷移相關(guān)。（圖2-2-1）
二、神經(jīng)嵴遷移的方式（見圖2-2-2）
（一）切片遷移
神經(jīng)嵴細胞離開神經(jīng)管背部后直線地從它們發(fā)源地遷移開，不論神經(jīng)嵴是處于正常的位置還是在某種不正常的環(huán)境中都是如此。當神經(jīng)管與其相連的嵴被背腹顛倒放置于胚胎中，細胞遷移的方向與神經(jīng)管的背腹方位仍能保持正常的相關(guān)，仍然有兩條細胞流，以神經(jīng)管為基準大都是一條向腹面、一條向側(cè)面。
（二）分節(jié)遷移
神經(jīng)嵴細胞的分節(jié)遷移現(xiàn)象與中胚層組織的存在狀態(tài)有關(guān)，從神經(jīng)嵴細胞遷移的順序及其未來的分化命運來看，形成腸壁色素細胞和交感神經(jīng)節(jié)神經(jīng)母細胞的嵴細胞最早遷移，而后來遷出的嵴細胞大都定位在神經(jīng)管兩側(cè)肌節(jié)間葉中，并發(fā)育為脊神經(jīng)節(jié)（一部分形成神經(jīng)鞘細胞）。
圖2-2-2 神經(jīng)嵴遷移模式示意圖
三、神經(jīng)嵴遷移的胚胎機制
（一）多樣神經(jīng)形態(tài)演化的胚胎機制
脊椎動物是從無脊椎動物演化而來，單從神經(jīng)系統(tǒng)來看經(jīng)歷了纖毛-網(wǎng)狀-放射狀-梯形-腹索-脊索不同的形態(tài)演變，而這一演變過程背后是胚胎演變的機制決定的。
（二）動物神經(jīng)嵴演化的胚胎機制
動物演化到脊椎動物最明顯標志就是神經(jīng)嵴的出現(xiàn)，無脊椎動物的胚胎演化遵循從內(nèi)胚層-中胚層-外胚層逐級誘導的演化過程，到脊椎動物神經(jīng)嵴出現(xiàn)忽然出現(xiàn)胚胎演化矢量方向轉(zhuǎn)移，從外胚層-中胚層-內(nèi)胚層逐級誘導的過程，神經(jīng)嵴以切片遷移和分節(jié)遷移兩種方式從前向后，從外向內(nèi)遷移，完成外胚層分化支與中外胚層分化支的藕連，形成更為復雜的神經(jīng)系統(tǒng)形態(tài)，也導致神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)中兩胚層發(fā)育器官的控制能力增強。
四、神經(jīng)嵴遷移方向的演化機制
（一）外胚層凹陷結(jié)構(gòu)形成神經(jīng)管后，神經(jīng)管開始自腦部向尾椎遷移，形成腦，脊髓中樞神經(jīng)系統(tǒng)，與中胚層分化出的脈管，骨骼等耦合形成腦腔和脊髓腔，形成感覺神經(jīng)。軀干部的神經(jīng)嵴細胞主要參與周圍神經(jīng)系統(tǒng)的形成，并發(fā)育為色素細胞。
（二）部分神經(jīng)嵴遷移至主動脈外側(cè)和腎上腺髓質(zhì)附近與中胚層分化組織耦合，形成交感神經(jīng)。
（三）部分神經(jīng)嵴細胞遷移到內(nèi)胚層消化管外圍部分和腎上腺皮質(zhì)部耦合形成副交感神經(jīng)。
圖2-2-3 神經(jīng)嵴遷移分化示意圖
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