《認知神經科學導論》課件第7講腦發(fā)育與衰老

第7講腦的發(fā)育和衰老腦的發(fā)育腦的衰老心理發(fā)展及其障礙

腦的發(fā)育胚胎期腦的性別分化（SRY/SRX基因)性激素的組織化作用大腦灰質和白質發(fā)育的性別差異腦在發(fā)育中對能量代謝的特殊需求

胚胎期腦的性別分化22對44條常染色體一對性染色體不同，男人的一對性染色體是異質XY對；女性是同質XX對1990年前后，發(fā)現(xiàn)在性染色體上有一個關鍵基因SRY,分布在男性Y染色體中；也可能是SRX基因

SRY或SRX基因的表達，發(fā)生在妊娠后第一周之內，在未分化性別的性腺細胞內發(fā)生一旦SRY表達了，性腺分化就開始了，按SRY表達程度引導性腺的分化，男性生殖系統(tǒng)發(fā)生，抑制女性生殖系統(tǒng)的發(fā)生男胎大約在第6周Y染色體上的SRY基因作用下，使胎兒發(fā)生睪丸第8周睪丸開始合成雄激素第10-20周雄激素分泌功能逐漸增多，促使腦發(fā)育男性化，腦下垂體分泌促性腺激素。女胎XY染色體上的Y內SRY基因沒有發(fā)揮作用的胎兒，在XY的X上SRX，第1周開始發(fā)生卵巢，第6-7周卵巢開始合成少量雌激素，再加上母親卵巢分泌的雌激素，女胎的腦接受到足夠的雌激素作用胚胎發(fā)育與成年性行為胚胎8-24周是性別分化的重要時期。性激素的分泌是否充足，決定著胎兒的外生殖器形成得是否正常，也決定著腦結構的性別分化。如果沒有充分的自身合成的雄激素，那么胎兒就會受到來自母體的雌激素作用，使胎兒腦男性化發(fā)育不足。腦性分化的組織作用和激活作用男性性行為必須在個體發(fā)育早期就有雄激素的作用，還必須在成年期雄激素的作用基礎上才會表現(xiàn)完善對于女性，必須在早期沒有受到雄激素的作用，才能在成年期出現(xiàn)性行為，生殖系統(tǒng)才可能有促黃體生成激素的作用如果在未成年期用大量雄激素處置，她就會出現(xiàn)男性性征。成年以后的性行為由相應激素水平所確定。長期大量激素作用也會導致性行為變化，大量使用外源性雄激素，女性也會出現(xiàn)為男性性行為激素的組織化作用則主要是指雄激素的作用，因為雌性是遺傳上已經預置的腦發(fā)育方向，只要沒有雄激素的作用，腦就會按預置的雌激素作用發(fā)育下去，可能是母體雌激素環(huán)境作用的結果。腦性分化的芳香化理論雌激素特別是雌二醇（Estradiol）是由甾酮或稱睪丸酮(Testosterone)A環(huán)芳香化而形成，雌二醇的前體是睪丸酮（甾酮）先天性腎上腺功能亢進癥（CongenitalAdrenalhyperplasiaCAH），女嬰出生時外生殖器部分男性化。英國、日本、歐洲和北美洲一些病例報道，其腦結構和功能也發(fā)生男性化，且其男性化程度與外生殖器畸形程度是相關的。這是由于腎上腺合成的雄激素過多造成的男性化、去女性化和女性化問題男、女性別分化是一個維度的兩個極端，一端為完全男性，另一端是完全女性，胚胎初期處于中間狀態(tài)，出生前決定了成年之后的性行為類型；二維決定出四種成年性行為類型：完全男性性行為、完全女性性行為、不男不女、又男又女胚胎期的大鼠給予PGE2處理就會導致這種又雄又雌的兩性行為類型；男性新生兒用環(huán)氧化酶抑制劑阻斷內生性PGE2的形成，成年以后，無論使其血液的性激素怎樣變化，什么性行為都喪失了女性化發(fā)展是遺傳上預置狀態(tài)，去女性化撤出了預置狀態(tài)，為男性化提供了前提。大腦白質發(fā)育的性別差異及其與自閉癥等行為問題的關系男人腦的白質（主要是胼胝體）和灰質的比率明顯小于女人男性腦神經元數(shù)量較多（灰質），神經元排列致密，細胞間短距離纖維聯(lián)系較多，兩半球間長距纖維（胼胝體）較少自閉癥的腦是極端男性化的腦（extrememalebrain,EMB）自閉癥兒童的頭顱及顱腦內的腦比同齡兒童的大；但其內囊和胼胝體的比例較小嬰幼兒腦和神經纖維髓鞘化的發(fā)育過程出生時重量已經達到成人的25%6、7個月齡的嬰兒腦重，達到成人腦重的50%2、3歲兒童腦重約為成人的75%神經細胞體積增大，神經細胞突觸的數(shù)量和軸突長度增加大腦皮層的溝回加深，皮層傳導通路髓鞘化（依次為感覺通路、運動通路、與智力活動有關的額、顳、頂葉髓鞘化）可持續(xù)到30-40歲左右。

腦在發(fā)育中對能量代謝的特殊需求

成人的腦重量約占體重的2%，但消耗的體內葡萄糖卻占了總數(shù)的20%嬰兒期腦發(fā)育的耗氧量以及葡萄糖的消耗量占全身耗氧量以及葡萄糖總量的60%在胚胎6個月時，腦細胞增殖達到頂峰，腦細胞數(shù)是成人的兩倍。隨后的2-3個月內，淘汰一半，保留功能良好者6周歲時突觸總數(shù)已是成年人的1.5倍，然后從6-20歲，逐年淘汰一些用處不大的突觸

腦的衰老

程序性細胞凋亡基因神經退行性變化神經退行性疾病程序性細胞凋亡基因

ApoptosisDNA）控制生物體內的許多生物化學事件，導致細胞形態(tài)學變化，包括細胞內空泡，細胞膜皺縮，細胞核破碎、染色質凝聚和DNA破碎，最終導致細胞凋亡8-14歲兒童，每天約有200-300億細胞自然凋亡成年人每天約500-700億細凋亡每天機體又會通過細胞分裂（Mitosis）有新的細胞生成代替，所以細胞凋亡和細胞分裂是平衡的中年以后，細胞凋亡的速度超過細胞分裂的速度，造成某些重要器官的縮萎和容積減少神經退行性變化60-70歲的老年人腦細胞凋亡導致腦萎縮10%，表現(xiàn)為影像中腦室增大，腦溝裂增寬，但并不一定會表現(xiàn)為智能衰退腦的血液供應減少了，80歲老人的腦血流量比青壯年降低了20％左右腦內葡萄糖利用率降低，腦耗氧量也降低。神經功能密切相關的某些腦內化學物質也發(fā)生了顯著變化內分泌功能降低腦結構和生理功能的退行性變化，與心理活動的改變并不完全是一致神經退行性疾病老年退行性癡呆

Alzeimer’sdisease老年性巴金森氏病Parkinson’sdisease韓廷頓舞蹈癥Huntingtonchorea運動神經元的退行性病變

MotorNeuronDegeneration老年期癡呆老年癡呆，發(fā)生于老年期，為一種慢性進行性精神衰退性疾病，主要臨床表現(xiàn)為進行性的智能減退，尤以記憶障礙為主，同時還可有顯著的情緒和人格改變，以及整個機體的衰老。Alzeimer’sDisease腦血管意外后癡呆老年退行性癡呆（AD)潛隱性緩慢發(fā)病病程可遷延數(shù)十年（病前10多年，病后10多年）疾病癥狀進行性惡化無特效治療方法AD的病理學基礎德國醫(yī)生Alzeimer的案例報告緩慢進行性癡呆神經炎性斑塊（蛋白質淀粉化并形成Aβ42單體

）神經纖維纏結(Tau蛋白）腦內Aβ42的含量的意義

3nmol/g確診為AD10nmol/g接近死亡AD早期預測的指標臨床癥狀：是否有MCI腦影像:

Aβ42的PET成像生化檢驗：ApoE4allele基因檢查:輕度認知障礙(MCI)的預測價值

具有輕度記憶

障礙者,診斷為AD的概率每年以12%-15%遞增，普通老年人每年1-2%的比例增加。如果伴有海馬萎縮(MRI影像),近事記憶測驗成績下降和血液內出現(xiàn)阿樸脂蛋白(ApoE4allele),其預測價值更大.PET成像Aβ42ApolipoproteinE4(ApoE4)阿樸脂蛋白(ApoE4)轉運子在腦內的累積早于Aβ42，如ApoE4轉運子累積，隨后Aβ42增加的更快，比沒有ApoE4轉運子前兆的病人，癡呆更嚴重。有ApoE4轉運子累積前兆的老人可能并沒有AD癥狀，所以它成為AD早期預測的重要指標Parkinson’sdisease癥狀肌肉僵直和運動遲緩靜止性震顫、姿勢、平衡障礙自主神經功能紊亂和癡呆病理基神經節(jié)內多巴胺能末稍內多巴胺含量顯著降低多巴胺轉移因子測定的意義巴金森氏病從一側肢體運動障礙發(fā)展為雙側肢體運動障礙，經過3-6年的變化，此階段可進行多巴胺轉移因子的SPECT成像檢查，可發(fā)現(xiàn)兩側蒼白球不對稱。健康側腦內的多巴胺轉移因子也低于正常人的25-40%，則預示為神經退行性疾病。SPECT多巴胺轉移因子成像Pakinson’s病的治療合成多巴胺的前體藥物左旋多巴20世紀80-90年代腦移手術治療Pakinson’s病胎兒腦黑質細胞移植自體腎上腺嗜鉻細胞移植2009年2月在英國自然雜志短評，對當年進行過胎兒腦黑質細胞移植的老年尸檢中發(fā)現(xiàn)，15年以前移植的細胞仍存活韓廷頓舞蹈癥(Huntingtonchorea)不自主的面部奇特表情，類似馬戲團小丑上肢和肩部自發(fā)性怪異運動基底神經節(jié)的γ-氨基丁酸(GABA)對黑質抑制作用較低的結果使多巴胺末稍活動性增強運動神經元退行性疾病運動神經元病:脊髓前角、顱神經的運動神經核細胞、大腦皮質錐體細胞變性導致神經肌肉功能進行性病變肌萎縮側索硬化癥：從手部開始,無力和動作不靈活、手小肌萎縮.然后向前臂、上臂和肩胛帶發(fā)展,由一側上肢發(fā)展到另一側.萎縮肌肉有明顯的肌束顫動、吞咽困難、發(fā)音含糊，晚期可出現(xiàn)抬頭困難、呼吸困難.病程1-10年不等進行性脊髓肌萎縮癥：脊髓前角細胞病變，分成年型(遠端型、少年型(近端型）和嬰兒型進行性脊肌萎縮進行性延髓麻痹：多在中年后起病，出現(xiàn)聲音嘶啞、說話不清、吞咽困難原發(fā)性側索硬化：男性居多,臨床表現(xiàn)為緩慢進展的雙下肢或四肢無力、剪刀樣步態(tài)運動神經元退行性疾病運動神經元病:脊髓前角、顱神經的運動神經核細胞、大腦皮質錐體細胞變性導致神經肌肉功能進行性病變肌萎縮側索硬化癥：從手部開始,無力和動作不靈活、手小肌萎縮.然后向前臂、上臂和肩胛帶發(fā)展,由一側上肢發(fā)展到另一側.萎縮肌肉有明顯的肌束顫動、吞咽困難、發(fā)音含糊，晚期可出現(xiàn)抬頭困難、呼吸困難.病程1-10年不等進行性脊髓肌萎縮癥：脊髓前角細胞病變，分成年型(遠端型、少年型(近端型）和嬰兒型進行性脊肌萎縮進行性延髓麻痹：多在中年后起病，出現(xiàn)聲音嘶啞、說話不清、吞咽困難原發(fā)性側索硬化：男性居多,臨床表現(xiàn)為緩慢進展的雙下肢或四肢無力、剪刀樣步態(tài)心理發(fā)展及其障礙嬰幼兒的心理發(fā)展學齡少年兒童的心理發(fā)展心理發(fā)展障礙嬰兒的心理發(fā)展嬰兒的動作發(fā)展為心理發(fā)展創(chuàng)造了重要條件動作發(fā)展由頭到腳、由近及遠和由大至小，也就是說嬰兒動作的發(fā)展是先頭后腳，先軀干后四肢，先大動作后精細動作。在０～２歲時，應重點訓練前外側觸覺和抗重力大肌肉群２～４歲的幼兒，重點訓練粗大動作功能的發(fā)展，這一階段的具體訓練可鼓勵孩子不用視覺，單靠觸摸來辨別物體，并多提供多種質感的玩具嬰兒的語言發(fā)生時間在一周歲前后，1.5周歲前后掌握的詞匯量劇增，從而形成詞語爆炸性發(fā)展的現(xiàn)象。這段時間也是嬰兒掌握語法的關鍵階段嬰兒的心理發(fā)展障礙一歲前：不良的進食習慣、睡眠習慣和大小便習慣，言語障礙，負性情感（如忌妒、恐懼、分離焦慮）以及某些不良的行為問題（如吮吸手指或衣物、咬指甲、拔毛發(fā)等）。1歲后：注意力不集中，學習能力障礙，情緒性格問題。孩子中有80％屬于學習能力障礙，與感覺統(tǒng)合失調有關。學齡少年兒童的心理發(fā)展智力發(fā)展：

環(huán)境適應