PB-Tema 8-Llanos-Merin

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Fundamentos de Psicobiología 2015/2016 Llanos Merín 
TEMA 8: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO 
 
NEURULACIÓN DEL EMBRIÓN: proceso mediante el cual el SN se origina del ectodermo (capa más externa del disco embrionario, del que además se origina la 
epidermis). Consiste en que una parte del ectodermo queda determinada como tejido neural y se forman las primeras estructuras neurales embrionarias. 
Este proceso de neurulación consta de dos pasos: 
INDUCCIÓN NEURAL: una parte del ectodermo queda 
determinada como tejido del que se originará el N, es 
decir, como neuroectodermo. 
FORMACIÓN DEL TUBO Y LA CRESTA NEURALES: la 
placa neural se transforma en estas dos estructuras. 
Comienza cuando en el mesodermo se 
forma la notocorda  prolongación 
precursora de la columna vertebral que 
define el eje céfalo-caudal del embrión y 
establece con el ectodermo una intensa 
interacción fundamental para el proceso 
de inducción neural. La parte del 
mesodermo que contiene la notocorda 
envía señales inductoras al ectodermo 
desencadenando su diferenciación en 
neuroectodermo. 
 seguidamente, el mesodermo 
promueve la proliferación de las células 
del neuroectodermo formándose una 
 
Modelos que explican el funcionamiento de 
las señales inductoras. 
 Spemann: el mesodermo provoca la 
inducción neural de una parte del 
ectodermo mediante señales inductoras, y el 
resto del ectodermo, al no recibir estas 
señales, se desarrolla como tejido 
epidérmico y no como SN. 
 Últimos 20 años: la primera acción del 
mesodermo está dirigida por unas moléculas 
(proteínas morfogenéticas óseas) que 
promueven la diferenciación del ectodermo 
en tejido epidérmico, al mismo tiempo que 
inhibe activamente su determinación neural. 
placa neural, más gruesa 
en la superficie dorsal 
media del disco embrionario 
y precursora del SN. 
 En esta fase también 
se produce la regionalización 
de la placa neural. 
 
Este proceso comienza cuando la placa neural se pliega sobre sí misma y 
aparece en la línea media un surco neural flanqueado por 2 pliegues 
Estos pliegues neurales se fusionan en la zona medial de la placa y van 
cerrando el surco formando un tubo neural hueco. 
Las aperturas transitorias (neuroporos rostral y caudal) desaparecen al 
final de la cuarta semana porque el tubo neural ha terminado de 
fusionarse completamente. Si el cierre de los poros no se cierra 
correctamente aparecen malformaciones congénitas: 
 Fallo en el cierre del neuroporo caudal: malformaciones en la médula 
espinal, denominadas malformaciones de espina bífica. 
 Fallo en el cierre del neuroporo rostral: malformaciones en el encéfalo 
(anencefalia) y en el cráneo, que ha quedado escindido. 
Al cerrarse el tubo neural, la parte externa de cada pliegue neural se 
separa del tubo y del ectodermo adyacente. Estas dos zonas escindidas 
de los pliegues neurales se fusionan y forman la cresta neural, que se 
sitúa entre el tubo neural y el ectodermo, ocupando una posición 
primero dorsal y después lateral al tubo neural. 
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TEMA 8: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO 
 
DESARROLLO DEL TUBO 
NEURAL 
Formación de las vesículas encefálicas: a partir del cierre del neuroporo rostral. 
Cuarta semana Quinta semana Próximas semanas 
El tubo neural se ha empezado a curvar por las 
flexiones mesencefálicas y cervical y se aprecian 
tres regiones: prosencéfalo, mesencéfalo y 
rombencéfalo. 
 La lámina terminal es el límite anterior del 
tubo neural en este periodo. 
 Prosencéfalo: se distinguen dos abultamientos 
laterales que son las vesículas ópticas. 
 Rombencéfalo: zona caudal del tubo neural. 
 El prosencéfalo se divide en dos vesículas: 
1. Telencéfalo: se esbozan los hemisferios cerebrales al 
formarse dos vesículas laterales que sobrepasan la lámina 
terminal. 
2. Diencéfalo: se sitúa entre el telencéfalo y el mesencéfalo y 
contiene las vesículas ópticas. 
 Durante esta semana el mesencéfalo permanece como una 
única vesícula. 
 En el rombencéfalo se producen varias transformaciones: 
1. Se establece el límite con el mesencéfalo al formarse el 
istmo. 
2. Se divide en dos vesículas: el metencéfalo (se forma la 
flexión pontina que plegará el metencéfalo hacia atrás contra 
el mielencéfalo) y el mielencéfalo. 
 
A partir de la quinta semana del desarrollo, las 
células de la pared de las 5 vesículas ya formadas 
y de la zona caudal del tubo neural, llevarán a 
cabo un acelerado proceso de división y la pared 
se irá engrosando. Se produce un crecimiento 
diferencial en las diferentes zonas, lo que 
provocará la aparición secuencial de las diversas 
estructuras que forman las distintitas divisiones 
del SNC maduro. Por lo tanto, se produce la 
diferenciación de: hemisferios cerebrales 
(telencéfalo), tálamo, hipotálamo, subtálamo y 
epitálamo (diencéfalo), el mesencéfalo, puente 
y cerebelo (metencéfalo) y bulbo (mielencéfalo). 
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TEMA 8: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESARROLLO DEL TUBO 
NEURAL 
Segmentación del tubo neural: 
factores que establecen los 
límites. 
Patrón dorso-ventral en el tubo 
neural: regionalización 
funcional. 
En las primeras semanas de desarrollo el tubo 
neural presenta un patrón característico de 
segmentación: 
 las vesículas anteriores están divididas en 
segmentos llamados neurómeros, que 
posteriormente desaparecen. 
 En el rombencéfalo se delimitan una serie 
de segmentos abultados llamados 
rombómeros: unidades repetidas, pero con 
identidad propia, marcados por el patrón 
regular de entradas y salidas de los nervios 
craneales. 
 en la zona caudal del tubo neural comienzan 
a formarse los ganglios espinales. 
Genes homeobox o genes Hox: la expresión 
de estos genes dirige la segmentación del eje 
antero-posterior, y progresivamente van 
marcando la identidad de las distintas 
regiones del encéfalo embrionario. 
 La expresión de los genes Hox en los 
rombómeros está relacionada con la 
diferenciación de las neuronas reticulares y 
las neuronas de los núcleos señoriales y 
motores de los nervios craneales. Esta 
expresión no solo ha de seguir un patrón 
espacial adecuado, sino también un 
adecuado ritmo temporal; si se producen 
alteraciones espacio-temporales aparecen 
malformaciones en el desarrollo del SN. 
 Este patrón dorso-ventral determina que las células que van a 
desempeñar funciones motoras ocupen una posición ventral en el tubo 
neural y que las que ocuparán funciones sensoriales se ubiquen en 
posición dorsal. 
El patrón dorso-ventral también se establece por mecanismos de 
inducción: 
 Las señales inductoras dorsalizantes provienen del ectodermo dorsal a 
la cresta neural e inducen la diferenciación de la placa alar de las células 
que intervendrán en la coordinación sensorial. 
 Las señales inductoras ventralizantes provienen de la notocorda e 
inducen la diferenciación de la placa basal de las células que intervendrán 
en la coordinación motora. 
 El surco limitante separa las placas alar y basal. 
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TEMA 8: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO 
 
DESARROLLO DE LA 
CRESTA NEURAL 
La cresta neural se extiende desde la vesícula diencefálica hasta el extremo caudal del tubo neural y a partir de ella se origina el SNP. 
Comienzo de su desarrollo A partir de la 4ª/5ª semana Hacia la sexta semana 
En este momento, la cresta neural se sitúa dorsal 
al tubo neural y después se parte en dos mitades 
que se colocan a cada lado del tubo en 
interacción con el mesodermo subyacente. 
El mesodermo que bordea el tubo neural está 
segmentado en somitas  unidades precursoras 
de la musculatura axial y del esqueleto. 
Las células de la cresta neural, agrupadas junto a los 
somitas de ambos lados de la región caudalde tubo 
neural, formarán los ganglios espinales que se 
localizarán a intervalos regulares (marcados por los 
somitas) a lo largo de la región caudal del tubo 
neural. 
Esta organización segmentada (1º somitas-2º 
ganglios espinales) establece la organización 
segmentada madura de la médula espinal. 
Se produce la unión entre los ganglios periféricos 
derivados de la cresta neural y la médula espinal, 
comenzando a adquirir su organización madura 
característica. 
Las células de los ganglios espinales, situadas en el 
margen dorso-lateral de la medula espinal, empiezan a 
extender dos prolongaciones: 
Prolongaciones 
centrípetas: aquellas 
que se dirigen a la 
zona central, hacia el 
asta dorsal de la 
médula espinal. Las 
raíces dorsales forman 
las raíces dorsales de 
los nervios espinales. 
Prolongaciones 
centrífugas: aquellas que 
se dirigen a la periferia. 
Las prolongaciones 
centrífugas se unen a los 
axones en crecimiento de 
las células del asta ventral 
de la médula espinal que 
se dirigen hacia las 
somitas y juntos forman 
los nervios espinales. 
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TEMA 8: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO 
 
FASES DEL DESARROLLO: 
PROLIFERACIÓN CELULAR 
La proliferación celular es la fase en la que nacen las células (neuronas y células gliales) que componen el SN. 
Proceso de proliferación Neurogénesis 
Neuroepitelio  delgada capa de tejido que forma la pared del tubo neural en la 
cuarta semana del desarrollo. Está formada por células germinales embrionarias 
llamadas células madre del SN. 
Pasos durante la 
proliferación celular 
(comienza a partir 
del cierre del 
neuroporo rostral). 
 1. Durante la mitosis las células madre se sitúan en la zona ventricular 
mientras que en el periodo intermitótico ocupan la zona marginal. Esta 
distribución aporta al Neuroepitelio la apariencia de estar formado por capas 
(pseudoestratificado) 
2. De las divisiones rápidas de las células madre nacen las células progenitoras 
que también se dividen raídamente en la zona ventricular del neuroepitelio. La 
zona marginal está formada por células en periodo de interfase. 
3. Las divisiones mitóticas de las células progenitoras originan en principio 
otras células progenitoras y, tras varias divisiones, éstas realizan una última 
división que produce neuronas inmaduras (no se dividen más) o glioblastos 
(pueden dividirse durante toda la vida). 
  Zona ventricular. 
 Zona subventricular: segunda zona proliferativa en el neuroepitelio del 
telencéfalo. En ella nacen neuronas inmaduras de pequeño y mediano tamaño 
y la gran mayoría de células gliales. También nacen neuronas en la edad adulta. 
 Capa granular externa: segunda zona proliferativa del cerebelo. En ella 
proliferan las neuronas inmaduras que se diferenciarán en células granulares y 
el resto de interneuronas del cerebelo (la primera zona proliferativa del 
cerebelo es la zona ventricular del neuroepitelio del techo del IV ventrículo). 
Zonas proliferativas 
 Neurogénesis: nacimiento de las neuronas. Ocurre 
con la última división de las células progenitoras. 
La neurogénesis no ocurre simultáneamente en las 
distintas zonas del tubo neural, de forma que cada una 
tiene su propio periodo de neurogénesis. La mayor 
parte de la neurogénesis se produce en el periodo 
prenatal, pero hay excepciones: 
 Neurogénesis postnatal: en nuestra especie, un 
ejemplo son las células granulares del cerebelo, cuya 
proliferación dura hasta el séptimo mes de vida 
postnatal. 
En cualquier región del tubo neural nacen antes las 
neuronas de proyección que las interneuronas. 
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TEMA 8: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO 
 
FASES DEL DESARROLLO: 
MIGRACIÓN CELULAR 
Las neuronas inmaduras se desplazan desde la zona en la que han nacido hasta su zona de destino. Al iniciar esta fase las 
neuronas se sitúan entre la zona ventricular y la zona marginal del neuroepitelio y forman la zona intermedia o capa del manto. 
En el TUBO NEURAL En la CRESTA NEURAL 
 Las células llegan a su zona de destino ayudadas 
por moléculas de la matriz extracelular. El inicio 
de la migración de las células de la cresta lo 
delimita la maduración de la matriz extracelular 
que la bordea. Hay 2 vías de migración de las 
células de la cresta neural: 
 Vía dorsolateral: las de la región craneal del 
embrión migran a través de la vía lateral bajo la 
superficie del ectodermo y la matriz extracelular 
que las guía determina que se diferencien en 
células no neurales. 
 Vía ventromedial: las de la región del tronco lo 
hacen por una vía central que discurre entre el 
tubo neural y los somitas, y la matriz extracelular 
que las guía determina que se diferencien en las 
distintas células del SNP y las células de la 
médula suprarrenal. 
 
Las neuronas inmaduras migran guiadas 
por las células de la glía radial, que 
nacen en la zona ventricular al mismo 
tiempo que las neuronas inmaduras. La 
función de estas células es fundamental 
ya que sirven de soporte mecánico a las 
neuronas inmaduras para su 
desplazamiento a través del 
neuroepitelio. Las neuronas en migración 
se desplazan por las prolongaciones 
gliales con un movimiento ameboide. 
 Las moléculas de adhesión celular 
neurona-glía (MAC-Ng) realizan el 
reconocimiento de las prolongaciones de 
la glía radial para iniciar la migración y 
controlan la adhesividad de las neuronas 
migratorias a las mismas. 
Una vez terminada la migración, las 
células de la glía radial adquieren otras 
funciones o degeneran. Para de la glía 
radial se transforma en astrocitos. 
 
  En la corteza cerebral las neuronas 
migratorias se establecen en las capas 
siguiendo un patrón de dentro hacia 
afuera en relación con la fecha de su 
nacimiento, con una excepción: en la 
capa I, aunque es la más superficial, se 
instalan las primeras neuronas que 
nacen en el neuroepitelio telencefálico. 
Todas las neuronas de la placa cortical 
ascienden por las capas formadas antes, 
hasta alcanzar la capa I, y luego 
descienden hasta ocupar su capa. 
 en la corteza del cerebelo hay dos 
patrones de migración: las células que 
proliferan en la zona ventricular siguen 
la secuencia habitual de migración a 
través de la zona intermedia hasta 
situarse en su capa (células de Golgi, de 
Purkinje y de los núcleos profundos); las 
células granulares, que proliferan en la 
capa granular, siguen una secuencia 
inversa y migran guiadas por la glía 
radial desde la capa granular externa 
hasta alcanzar su capa. 
 
¿Dónde finalizan su migración y 
establecen su destino las neuronas? 
 Teoría preformacionista: 
considera que el destino de las 
células está preestablecido antes de 
iniciar su migración. 
 Teoría epigenética: la posición 
que toma una neurona al terminar 
su migración puede estar 
determinada por la interacción que 
establece con el entorno al que 
llega, es decir, con las células 
previamente establecidas. 
Hay acuerdo en que la migración 
termina cuando se altera la 
adhesividad de las células por 
cambios en la actividad de las MAC, 
y por la participación de las 
moléculas de la matriz extracelular. 
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FASES DEL DESARROLLO: DIFERENCIACIÓN 
NEURONAL Y FORMACION DE LAS VÍAS DE CONEXIÓN 
Al terminar la migración, la neurona comienza a madurar, lo cual incluye su diferenciación y la formación de las vías de conexión. 
Diferenciación 
neuronal 
En esta fase la neurona adquiere las 
características morfológicas y fisiológicas de la 
neurona madura. La diferenciación morfológica 
básica de una neurona está programada antes de 
que alcance su destino, pero el pleno desarrollo 
de su arborización depende del entorno de las 
neuronas y de lasinteracciones que se establecen 
entre ellas. 
A partir de la semana 15 y después del nacimiento 
hay un segundo periodo de maduración que está 
relacionado con la formación de vías de conexión 
y el periodo de establecimiento de conexiones. 
La maduración de la neurona implica, además de 
unas características morfológicas, la adquisición 
de propiedades fisiológicas específicas. 
El cono de crecimiento y los factores que 
guían los axones hasta su destino. 
Conos de crecimiento 
Factores que guían a los 
axones hasta su destino 
 Existen en todos los extremos de las 
prolongaciones neuríticas (axones y dendritas) 
que están desarrollándose y son los que 
propulsan su crecimiento. 
 Los conos de crecimiento extienden y 
retraen los filopodia (extensión del terminal a 
modo de dedo) que se agarran al substrato en 
el que crecen y tiran del cono decrecimiento 
promoviendo a su vez el crecimiento de las 
neuritas (axones y dendritas). Estos 
movimientos del cono están controlados por 
el citoesqueleto celular. 
 Otro de los objetivos del cono es captar del 
entorno neuronal nuevo material de carácter 
nutritivo para promover el crecimiento global 
de la neurona. Estas sustancias se llaman 
sustancias neurotróficas. La primera sustancia 
neurotrófica descubierta en el SNP fuel el 
factor de crecimiento nervioso (FCN). 
  Proceso de afinidad química (propuesta): 
1. Ramón y Cajal: desde las zonas de destino (dianas) los axones 
emanan sustancias que los dirigen hacia ellas. Estas sustancias se 
denominan sustancias neurotrópicas. 
2. Hipótesis de la quimioafinidad: cada célula tiene su propia señal 
de identificación química y sus axones en crecimiento se dirigen a 
estas señales liberadas por las neuronas con las que contacta. 
 Soportes mecánicos: los axones se dirigen a sus blancos guiados 
de diversos modos por soportes mecánicos del entorno en el que 
crecen. Este entorno lo proporciona la matriz extracelular y en ella 
se pueden establecer rutas que guían a los axones a sus destinos e 
impiden la extensión de otros axones próximos. Cuando el axón 
llega a su destino un nuevo entorno extracelular puede señalar la 
detención de su crecimiento; este mecanismo es útil para los 
primeros axones que crecen en una estructura (axones pioneros). 
Los que crecen posteriormente pueden seguir las rutas marcadas 
por los pioneros o agruparse en torno a éstos y a otros para dirigir 
su crecimiento. Este mecanismo se denomina fasciculación. 
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FASES DEL DESARROLLO: 
SUPERVIVENCIA Y MUERTE NEURONAL 
En todo el SNC se produce una neurogénesis excesiva por lo que un gran número de neuronas afrontan luego una batalla en la que mueren. Esta muerte celular natural 
es la apoptosis o muerte celular programada ocurre en el último periodo prenatal y en el periodo postnatal. Los factores implicados en la supervivencia neuronal son: 
Dianas de los axones Axones aferentes y sinapsis Factores endocrinos 
 Algunos experimentos demostraron que las 
motoneuronas que no podían realizar sinapsis porque 
se eliminaban sus células diana antes de que 
sinaptaran sobre ellas morían. También demostraron 
que, si el área diana de los axones aumentaba, se 
reducía la muerte. 
 Teoría neurotrófica: las neuronas nacen en 
cantidades muy superiores a las necesarias y deben 
competir entre ellas para obtener el factor trófico (el 
FCN) que es producido en cantidades limitadas por las 
células diana con las que establecen contactos. Este 
factor trófico de las dianas actúa retrógradamente en 
las neuronas promoviendo su mantenimiento y 
supervivencia de modo que sobreviven las que tienen 
más acceso a él. 
 
Cuando los axones en crecimiento establecen sinapsis 
con sus dianas, detienen su crecimiento y el cono 
establece contacto con una neurona y se diferencia en 
un terminal presináptico. En estos puntos de contacto 
entre los terminales y las neuronas de destino, se 
forman unas estructuras especializadas en la 
transmisión de señales neurales, denominadas 
sinapsis. El periodo en el que se forman las sinapsis se 
denomina sinaptogénesis. Tanto en el SNC como en el 
SNP la sinaptogénesis se lleva a cabo en dos fases: 
1. Fase de sobreproducción: se forman numerosas 
sinapsis provisionales. 
2. Fase de eliminación: se eliminan muchas sinapsis 
que se realizaron inicialmente y se reorganizan las 
restantes. 
Las conexiones sinápticas que se establecen sobre una 
diana regulan la cantidad de neurotrofina (FCN) que 
ésta produce y, por tanto, la cantidad que estará 
disponible para ser captada por los terminales que 
llegan a ella. Así, cuantas más sinapsis se establecen 
en una diana mayor es la posibilidad de supervivencia 
de las neuronas que establecen sinapsis con ella. 
 Las hormonas gonadales o sexuales son 
fundamentales durante el desarrollo perinatal porque 
establecen las diferencias morfológicas y fisiológicas 
del SN que subyacen a las diferencias conductuales 
características de cada género. 
 Hipótesis de la organización: plantea que el 
desarrollo perinatal los andrógenos diferencian los 
tejidos neurales responsables de la conducta 
reproductora. De ahí la importancia de estas 
hormonas como factores epigenéticos del desarrollo. 
El entorno hormonal al que está expuesto el SN 
durante el periodo perinatal favorece o perjudica la 
supervivencia neuronal. 
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FASES DEL DESARROLLO: SE 
REMODELAN LAS VÍAS DE CONEXIÓN 
Remodelación 
sináptica 
¿Hasta cuándo la 
remodelación? 
Después de que se han ajustado las poblaciones 
neuronales, el SN experimenta durante el 
periodo postnatal un remodelado que incluye: 
 Una gran eliminación de sinapsis 
establecidas previamente. Una causa de 
eliminación de sinapsis es la muerte neuronal. 
Pero hay otros factores que provocan 
posteriormente una gran pérdida de contactos 
sinápticos, como la eliminación de colaterales 
de axones en determinadas zonas como el 
cuerpo calloso. 
 Una reorganización de los contactos que 
establecen los contactos que permanecen. 
 
 Hipótesis de la competencia (Hubel y 
Wiesel): establece que los aferentes que llegan 
a una diana compiten entre sí y sólo establecen 
contactos fuertes los que tienen mayor 
actividad. La fuerza de la sinapsis depende de 
su coactivación, de manera que las sinapsis 
coactivas se hacen estables, mientras que las 
que están inactivas (especialmente cuando 
otras están activas), se debilitan y son 
eliminadas. Estos experimentos dieron soporte 
al concepto de plasticidad neuronal, o 
capacidad del SN de cambio y adaptación. 
 Período crítico o período de máxima 
susceptibilidad: períodos en el que el SN es 
vulnerable a influencias más allá de la 
programación intrínseca (genética) del 
desarrollo. 
 
Cuando los axones han terminado su periodo de 
crecimiento, han emitido sus colaterales y han 
consolidado sus conexiones comienza el proceso de 
mielinización (se da desde el periodo prenatal hasta 
bien entrada la edad adulta). 
 Diversas investigaciones apuntan que la mielinización 
se desencadena con el comienzo de la actividad neural y 
que es un proceso dependiente de la experiencia. 
 La experiencia influye en la mielinización, y la 
mielinización influye en la capacidad funcional del SN, en 
el aprendizaje y en la adquisición de destrezas. La 
mielina aumenta la velocidad de conducción de las 
señales neurales por el axón. 
 La mielinización también aporta cierta rigidez a los 
circuitos neurales. 
Sigue produciéndose sinaptogénesis en la edad adulta, 
aunque a niveles bajos; ocurre reorganización sináptica. 
Esta capacidad de que en los contactos sinápticos se 
produzcan cambios que reflejan las experienciasvividas 
y que permiten la adaptación al entorno cambiante se 
denomina plasticidad neural y, aunque es mayor en la 
infancia, se mantiene durante toda la vida.