Hjernens utvikling

Sentralnervesystemet er det mest komplekse organsystemet i kroppen - også utviklingsmessig. Selv etter fødselen trenger hjernen kontinuerlig stimulering fra omgivelsene for å modnes fullstendig. Hjernen regnes ikke som fullmoden før i 25-årsalderen.

Hjernen er en bløt masse som veier omtrent to prosent av kroppsvekten (cirka 1,4 kg i gjennomsnitt) og inneholder 100 milliarder nerveceller. Disse nervecellene, nevroner på fagspråket, danner 10 000 ganger (altså 100 000 milliarder) flere forbindelser eller synapser med hverandre. Kommunikasjonen mellom nervecellene foregår via elektriske impulser langs nervetråder (aksoner) og kjemiske signalstoffer over synapsene - de små kløftene mellom to aksoner. I hjernen finner du alle tanker, handlinger, følelser, erfaringer og ikke minst hukommelsen et menneske har.

Nevralplaten dannes

Vår innsikt i menneskehjernen er fortsatt begrenset. Hjernen er det organet vi vet minst om. Vi vet likevel mye mer om hjernens utvikling enn tidligere. Forskning på molekylnivå og moderne ultralydteknikk har gitt oss en bedre forståelse av hvordan sentralnervesystemet dannes i fosterlivet.

Utviklingen av sentralnervesystemet, som består av hjernen og ryggmargen, begynner i svangerskapsuke fire (18 dager etter befruktningen). Da stimulerer signalstoffer fra omliggende celler dannelsen av nevralplaten som ligger på ryggsiden av embryoet. Nevralplaten er en fortykkelse av cellene fra det ytterste av de tre kimcellelagene, ektoderm. De ektodermale cellene er opphavet til nesten alle nerveceller og deres støtteceller i den modne hjernen og ryggmargen. Embryoet har nå gått fra å være en celleklump til en plateliknende struktur.

Nevralplate blir til nevralrør

De fleste av kroppens organer utvikles fra hule rørstrukturer. Også hjernen og ryggmargen har sitt utgangspunkt i et rør, nevralrøret. Fra nevralplaten dannes nå to folder langs hver sin kant av ryggen. I begynnelsen av svangerskapsuke fem begynner foldene å bøye seg mot hverandre og lukke seg som en glidelås. I slutten av uken er foldene lukket til et hult nevralrør som strekker seg langs hele ryggen. Prosessen kalles neurolasjon.

Manglende lukking av nevralrøret kan føre til ryggmargsbrokk og dårlig utvikling av hjernen. Tilskudd av B-vitaminet folat har vist å kunne forebygge feil som kan oppstå under neurolasjonen. Derfor bør alle gravide og kvinner som planlegger graviditet, ta tilskudd av folat for å redusere risikoen for nevralrørsdefekter.

Hjernen formes

Ut fra nevralrøret formes det kommende sentralnervesystemet ved at cellene deler seg lokalt eller kommer vandrende fra andre steder i kroppen. Koordineringen og reguleringen av disse bevegelsene skjer ved hjelp av ulike vekstfaktorer og signalstoffer. Hvilke nerveceller som skal vandre hvor, er allerede genetisk bestemt. Men den endelige strukturen på forbindelsene mellom nervecellene bestemmes av et samspill mellom både genetiske og ytre påvirkninger (for eksempel fra naboceller).

Det meste av nevralrøret blir til ryggmargen, men lengst fremme dannes tre hjerneblærer som blir den blivende hjernens tre hovedavsnitt: forhjernen, midthjernen og bakhjernen. I svangerskapsuke seks deles forhjernen og bakhjernen seg ytterligere slik at det oppstår totalt fem hjerneblærer med hver sine funksjoner. Den fremste delen har blant annet ansvaret for tanker, følelser og personlighet, mens den bakre koordinerer muskelbevegelser, temperatur og balanse. Samtidig krummer hele embryoet seg i lengderetningen. Hodet og hjernen er i rask vekst.

Nerveceller vandrer

Umodne nerveceller starter sin vandring fra innsiden av nevralrøret og går utover for å danne motoriske aksoner (forbindelser) til muskulatur og sensoriske aksoner (følenerver) til sanseorganer. Der modnes de og deres cellekjerner utgjør den grå substansen i hjernen. Kjernenes aksoner til andre nerveceller utgjør den hvite substansen. Det isolerende fettlaget, myelin, gir aksonene hvit farge og gjør overføringen av nervesignaler raskere. Denne prosessen, som kalles myelinisering, begynner i fjerde fostermåned og avsluttes ikke før to til tre år etter fødselen.

De motoriske aksonene har som oppgave å føre impulser fra ryggmarg og sentralnervesystem ut til muskulaturen, mens de sensoriske aksonene vil føre impulser inn til ryggmargen og sentralnervesystemet.

Modningen av sentralnervesystemet

Fosterlivet legger grunnlaget for at hjernen kan kommunisere raskt med musklene og gi dem beskjed om å trekke seg samme eller å slappe av. I den andre retningen mottar sentralnervesystemet nødvendig informasjon fra sanseapparatene. De mottar signaler fra omverdenen og sender dem til hjernen via sensoriske nervefibre. Lillehjernen mottar og bearbeider disse inntrykkene og sender dem videre til sentre i hjernen. Slik kan kroppen raskt tilpasse sine bevegelser og reaksjoner til ulike situasjoner.

Hele hulrommet på innsiden av nevralrøret fylles etter hvert med spinalvæske. Den blanke vannaktige væsken fungerer som en støtdemper for hele sentralnervesystemet. I svangerskapsuke ni og ti er ryggmargen like lang som hele kroppen, altså helt til halebenet. Men ettersom virvelsøylen vokser raskere enn ryggmargen, oppstår det en lengdeforskjell. Det gjør det mulig å ta spinalvæskeprøver i korsryggen hos voksne uten å treffe selve ryggmargen.

Vil du vite mer?

• Fosterutvikling
• Hjertets utvikling
• Fordøyelsessystemets utvikling
• Muskelskjelettsystemets utvikling
• Hjernenervene