El desarrollo del sistema nervioso empieza al principio de la gestación. Inicialmente las neuronas son células indiferenciadas de cualquier otra, pero la interacción de diversos factores hace que evolucionen y formen un elaborado tejido de conexiones sinápticas que permitirá la coordinación de las funciones del organismo. 

Veamos en qué consiste este proceso y cuáles son las principales fases de la formación del sistema en la etapa prenatal de la vida de un ser humano.

La formación del sistema nervioso

La fecundación consiste en la penetración de un espermatozoide en el óvulo después de alcanzar las trompas de Falopio. Aunque inicialmente los dos gametos forman una sola célula (el cigoto), durante los primeros días de embarazo ésta se divide sucesivamente, dando lugar a un conjunto de células que es denominado mórula.

Cuando el cigoto se implanta en el útero la división de sus células empieza a dar lugar al embrión y a la placenta; durante este periodo nos referimos al embrión como “blástula”. Este momento supone el inicio de la diferenciación celular.

En las semanas iniciales del embarazo el embrión está formado por tres capas de células a las que se denomina respectivamente endodermo, mesodermo y ectodermo. A lo largo del desarrollo intrauterino el cuerpo se irá formando a partir de estos conjuntos celulares.

La capa del endodermo se convierte progresivamente en el aparato respiratorio y en el digestivo, mientras que el mesodermo da lugar a los huesos, los músculos, el sistema circulatorio y la notocorda, a partir de la cual se desarrolla la columna vertebral. El sistema nervioso y la piel surgen del ectodermo, la capa más externa de las tres.

El desarrollo del tubo neural

Durante las primeras semanas el ectodermo evoluciona hasta transformarse en la placa oval plana. Esta placa posee una hendidura, el surco neural, que dará lugar al tubo neural al unirse los segmentos de la placa.

El sistema nervioso periférico aparece a partir de las crestas neurales, porciones de la placa oval que se separan de ésta al cerrarse el tubo neural. El tubo neural se convertirá más adelante en el canal medular y en los ventrículos cerebrales; de sus paredes surgirá el sistema nervioso central.

Hacia el final del primer mes de gestación la parte anterior de la placa neural se divide en tres secciones que poco después formarán el encéfalo: el prosencéfalo se convertirá en la corteza cerebral, el tálamo, el hipotálamo y los ganglios basales, el mesencéfalo en el tronco cerebral y el rombencéfalo en el cerebelo, la protuberancia y el bulbo raquídeo.

Proliferación, migración y diferenciación neuronal

En la cara interna de la pared del tubo neural se localiza la zona ventricular, donde se produce la proliferación celular. Este fenómeno, que continuará hasta el nacimiento, consiste en la producción de grandes cantidades de células nerviosas (neurogénesis) mediante sucesivas mitosis o divisiones celulares.

En este punto las células neurales se encuentran todavía indiferenciadas. Aunque muchas permanecerán por el momento en el tubo neural y se transformarán en neuronas más adelante, otras se convertirán en células gliales y se desplazarán a otras regiones.

La migración neuronal consiste en el movimiento de los neuroblastos, células neurales primigenias muy similares a las “células madre”, desde la zona ventricular del tubo neural hacia sus respectivos destinos en otras partes del cerebro. La glía radial permite la migración puesto que las futuras neuronas se desplazan a través de sus prolongaciones.

Al llegar a su posición definitiva los neuroblastos empiezan a transformarse en distintos tipos de neuronas en función de la información genética que contienen, de la zona en la que se encuentran y de las neuronas que tengan alrededor (lo cual se conoce como “inducción”); este proceso es la diferenciación celular.

Sinaptogénesis, apoptosis y reorganización

Las dendritas y los axones de las neuronas tienen unas prolongaciones, los conos de crecimiento, que se adhieren a superficies por tal de favorecer el crecimiento de la neurona. En este proceso intervienen los factores neurotróficos, sustancias químicas que al ser liberadas por neuronas atraen o repelen los axones.

Cuando los axones llegan a su destino empiezan a ramificarse, conectándose con otras células cercanas; así empieza la sinaptogénesis o formación de sinapsis, que se desarrollará de forma definitiva después del nacimiento, gracias a las influencias del aprendizaje.

Durante la proliferación neuronal y la sinaptogénesis iniciales se forma una cantidad excesiva de neuronas y de sinapsis, que sin embargo permite que tengan lugar todas las conexiones básicas. Una vez han finalizado estos procesos se produce la apoptosis o muerte neuronal programada, que hace que entre un 20 y un 80% se degraden hasta morir.

La apoptosis afecta principalmente a las neuronas más “débiles”, es decir, a aquellas que no han sinaptado con otras células o que no han sido atraídas por factores neurotróficos. Esto hace que se mantengan sólo las conexiones más eficientes y sólidas.

Tras la muerte neuronal las sinapsis se reorganizan: algunas de las conexiones que se habían establecido quedan anuladas y aparecen otras nuevas hasta que se constituye una red neural compleja y altamente interconectada que seguirá evolucionando y perfeccionándose durante el crecimiento.

Mielinización y conducción nerviosa

En el cuarto mes de gestación las células gliales empiezan a formar vainas de mielina alrededor de los axones. Esta sustancia aumenta la velocidad de transmisión de los impulsos nerviosos, además de proteger los axones.

La mielinización comienza en el sistema nervioso periférico. Posteriormente se produce en la parte superior de la médula espinal, desde donde se propaga hacia las secciones inferiores y superiores del futuro cuerpo.

Los nervios relacionados con la motricidad se mielinizan antes que los que se asocian con la sensación; es por esto que los bebés nacen con reflejos básicos. El proceso de mielinización se intensificará durante los primeros meses después del nacimiento y continuará posteriormente, al menos hasta la pubertad.