La formation du système nerveux central, à partir du tube neural, passe par plusieurs étapes de développement. La partie caudale formant la moelle épinière, innerve le tronc et les membres, alors que la partie rostrale, formant le cerveau, innerve la tête. La moelle épinière se subdivise en segments avec une organisation générale semblable, alors que le cerveau est divisé en 5 vésicules avec une organisation très différente:
- les trois postérieures constituent le tronc cérébral
- les deux antérieures forment les hémisphères et le diencéphale.
Les cellules du système nerveux central sont générées dans la couche interne (ventriculaire) du tube neural pendant la vie embryonnaire, et quittent progressivement le cycle de division cellulaire pour se différencier en neurones (ou en glies) et migrer dans l'épaisseur de la paroi du tube neural pour se regrouper dans des noyaux et des cortex (matière grise) qui sont reliés par des connexions axonales regroupés dans les tracts (matière blanche). De nombreux mécanismes cellulaires régulent la migration cellulaire et la croissance axonale pour assurer la formation de connexions fonctionnelles précises entre les différentes régions du cerveau. Le cerveau est un tissu avec un métabolisme cellulaire très élevé et il est très sensible à la variation de la composition du milieu extracellulaire. Les territoires de vascularisation déterminent les zones, et donc les fonctions, atteintes en cas de lésion ou d'obstruction des vaisseaux.
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