Лекция Эмбриональное развитие Сергей Савельев

Введение в эмбриональное развитие мозга Сергей Вячеславович Савельев — российский ученый-нейробиолог, профессор, специалист в области морфологии и эволюции мозга, автор концепции церебрального сортинга. Его лекции по эмбриональному развитию мозга сочетают научную глубину с доступностью изложения. В своих работах Савельев уделяет особое внимание критическим фазам формирования нервной системы и механизмам, которые могут приводить к патологиям. ⏳ Основные стадии эмбрионального развития мозга Ранние этапы развития · Полярность и первое деление: Эмбриональное развитие начинается с установления полярности. Первое деление зиготы происходит асимметрично, образуя две различные клетки — терминальную и базальную. Это определяет будущую ось “апикально-базальную“ (ось “верх-низ“) организма. · Роль суспензора: Базальная клетка формирует суспензор (подвесок), который ориентирует эмбрион towards питательных веществ и служит проводником гормонов (например, гиббереллиновой кислоты). Эксперименты показывают, что удаление суспензора снижает выживаемость зародыша. Формирование отделов мозга На ранних стадиях развития у эмбриона человека можно выделить пять отделов мозга: задний (продолговатый), средний, промежуточный и передний мозг, который уже имеет парные полушария. На этом этапе зародыш человека размером около 1,5 см напоминает зародыш крысы — с большой головой и хвостом, составляющим четверть длины тела. Исчезновение эмбриональных структур · Жаберные дуги и хвост: На 8-й неделе развития у человеческого эмбриона исчезают жаберные дуги, а хвост постепенно редуцируется. Клетки хвоста участвуют в формировании мускулатуры задних конечностей, а позвонки сливаются в копчик. · Начало движений: После 8-й недели начинается фетальный период, появляются первые признаки движений — подергивания конечностей. Это связано с началом дифференцировки нервной системы и установлением связей между нейронами и мышцами. 💀 Нейронная гибель и ее последствия Массовая гибель нейронов Один из ключевых процессов, описанных Савельевым — запрограммированная гибель нейронов (апоптоз). В ходе эмбриогенеза погибает до 80% нейронов, которые формируются в спинном и головном мозге. Это происходит из-за конкуренции за мишени (например, мышечные волокна): нейроны, которые первыми достигают мишени, выживают, а остальные подвергаются апоптозу. Последствия для регенерации · Отсутствие резерва: Такая массовая гибель приводит к тому, что у взрослого человека нет ресурса для восстановления после повреждений спинного мозга (например, травм). · Пример зрительной системы: На 11-12 неделе развития в сетчатке глаза находится около 180 тысяч ганглиозных клеток, но к моменту родов их число сокращается до 117 тысяч. Аналогичные процессы происходят в слуховой системе, где дегенерация достигает 40%. 🔬 Механизмы морфогенеза и изменчивости Роль клеточных взаимодействий Савельев подчеркивает, что на ранних стадиях развития нет жесткой генетической детерминации. Судьба клеток определяется не геномом, а биомеханическими взаимодействиями между клетками. Это подтверждается его позиционной теорией контроля развития мозга позвоночных. Изменчивость и полиморфизм Процессы гибели нейронов и установления связей приводят к индивидуальной изменчивости (полиморфизму) мозга. Даже при наличии сходных генетических программ, различия в периферических структурах и условиях развития создают уникальные особенности нервной системы каждого человека. ⚠️ Критические периоды и патологии Кризисные фазы развития Савельев выделяет критические периоды, когда нарушения могут привести к патологиям: · Нейруляция: Процесс формирования нервной трубки особенно уязвим. Нарушения на этой стадии приводят к дефектам мозга и позвоночника (например, анэнцефалии или spina bifida). · Формирование отростков: Массовая гибель нейронов при установлении связей с мышцами и органами — еще один критический период. Нарушения могут привести к двигательным или сенсорным расстройствам. Диагностика патологий Савельев разрабатывает методы диагностики эмбриональных патологий нервной системы. Он впервые сфотографировал и изучил 11-дневный человеческий эмбрион, что позволило точно определить критические фазы развития. 👁️ Особенности развития сенсорных систем Слуховая система · Раннее заложение: Слуховые проходы у эмбриона закладываются на 4-6 неделе, а к 7 неделе начинается формирование улитки. · Архаичность рецепторов: Клетки, воспринимающие звук, на ранних стадиях архаичны и не способны адекватно реагировать на сложные звуковые стимулы (например, музыку Баха или Шопена). Зрительная система Как упоминалось выше, зрительная система характеризуется массовой гибелью ганглиозных клеток сетчатки в течение второго триместра беременности. Это естественный процесс, но он ограничивает возможности регенерации во взрослом возрасте. 🧪 Экспериментальные исследования и методы Культивирование эмбрионов Исследования изолированных эмбрионов (например, фасоли) показали важность суспензора для выживания. Эмбрионы с суспензором