《认知神经科学导论》课件第7讲脑发育与衰老VIP

第7讲脑的发育和衰老脑的发育脑的衰老心理发展及其障碍

脑的发育胚胎期脑的性别分化（SRY/SRX基因)性激素的组织化作用大脑灰质和白质发育的性别差异脑在发育中对能量代谢的特殊需求

胚胎期脑的性别分化22对44条常染色体一对性染色体不同，男人的一对性染色体是异质XY对；女性是同质XX对1990年前后，发现在性染色体上有一个关键基因SRY,分布在男性Y染色体中；也可能是SRX基因

SRY或SRX基因的表达，发生在妊娠后第一周之内，在未分化性别的性腺细胞内发生一旦SRY表达了，性腺分化就开始了，按SRY表达程度引导性腺的分化，男性生殖系统发生，抑制女性生殖系统的发生男胎大约在第6周Y染色体上的SRY基因作用下，使胎儿发生睾丸第8周睾丸开始合成雄激素第10-20周雄激素分泌功能逐渐增多，促使脑发育男性化，脑下垂体分泌促性腺激素。女胎XY染色体上的Y内SRY基因没有发挥作用的胎儿，在XY的X上SRX，第1周开始发生卵巢，第6-7周卵巢开始合成少量雌激素，再加上母亲卵巢分泌的雌激素，女胎的脑接受到足够的雌激素作用胚胎发育与成年性行为胚胎8-24周是性别分化的重要时期。性激素的分泌是否充足，决定着胎儿的外生殖器形成得是否正常，也决定着脑结构的性别分化。如果没有充分的自身合成的雄激素，那么胎儿就会受到来自母体的雌激素作用，使胎儿脑男性化发育不足。脑性分化的组织作用和激活作用男性性行为必须在个体发育早期就有雄激素的作用，还必须在成年期雄激素的作用基础上才会表现完善对于女性，必须在早期没有受到雄激素的作用，才能在成年期出现性行为，生殖系统才可能有促黄体生成激素的作用如果在未成年期用大量雄激素处置，她就会出现男性性征。成年以后的性行为由相应激素水平所确定。长期大量激素作用也会导致性行为变化，大量使用外源性雄激素，女性也会出现为男性性行为激素的组织化作用则主要是指雄激素的作用，因为雌性是遗传上已经预置的脑发育方向，只要没有雄激素的作用，脑就会按预置的雌激素作用发育下去，可能是母体雌激素环境作用的结果。脑性分化的芳香化理论雌激素特别是雌二醇（Estradiol）是由甾酮或称睾丸酮(Testosterone)A环芳香化而形成，雌二醇的前体是睾丸酮（甾酮）先天性肾上腺功能亢进症（CongenitalAdrenalhyperplasiaCAH），女婴出生时外生殖器部分男性化。英国、日本、欧洲和北美洲一些病例报道，其脑结构和功能也发生男性化，且其男性化程度与外生殖器畸形程度是相关的。这是由于肾上腺合成的雄激素过多造成的男性化、去女性化和女性化问题男、女性别分化是一个维度的两个极端，一端为完全男性，另一端是完全女性，胚胎初期处于中间状态，出生前决定了成年之后的性行为类型；二维决定出四种成年性行为类型：完全男性性行为、完全女性性行为、不男不女、又男又女胚胎期的大鼠给予PGE2处理就会导致这种又雄又雌的两性行为类型；男性新生儿用环氧化酶抑制剂阻断内生性PGE2的形成，成年以后，无论使其血液的性激素怎样变化，什么性行为都丧失了女性化发展是遗传上预置状态，去女性化撤出了预置状态，为男性化提供了前提。大脑白质发育的性别差异及其与自闭症等行为问题的关系男人脑的白质（主要是胼胝体）和灰质的比率明显小于女人男性脑神经元数量较多（灰质），神经元排列致密，细胞间短距离纤维联系较多，两半球间长距纤维（胼胝体）较少自闭症的脑是极端男性化的脑（extrememalebrain,EMB）自闭症儿童的头颅及颅脑内的脑比同龄儿童的大；但其内囊和胼胝体的比例较小婴幼儿脑和神经纤维髓鞘化的发育过程出生时重量已经达到成人的25%6、7个月龄的婴儿脑重，达到成人脑重的50%2、3岁儿童脑重约为成人的75%神经细胞体积增大，神经细胞突触的数量和轴突长度增加大脑皮层的沟回加深，皮层传导通路髓鞘化（依次为感觉通路、运动通路、与智力活动有关的额、颞、顶叶髓鞘化）可持续到30-40岁左右。

脑在发育中对能量代谢的特殊需求

成人的脑重量约占体重的2%，但消耗的体内葡萄糖却占了总数的20%婴儿期脑发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总量的60%在胚胎6个月时，脑细胞增殖达到顶峰，脑细胞数是成人的两倍。随后的2-3个月内，淘汰一半，保留功能良好者6周岁时突触总数已是成年人的1.5倍，然后从6-20岁，逐年淘汰一些用处不大的突触

脑的衰老

程序性细胞凋亡基因神经退行性变化神经退行性疾病程序性细胞凋亡基因

ApoptosisDNA）控制生物体内的许多生物化学事件，导致细胞形态学变化，包括细胞内空泡，细胞膜皱缩，细胞核破碎、染色质凝聚和DNA破碎，最终导致细胞凋亡8-14岁儿童，每天约有200-300亿细胞自然凋亡成年人每天约500-700亿细凋亡每天机体又会通过细胞分裂（Mitosis）有新的细胞生成代替，所以细胞凋亡和细胞分裂是平衡的中年以后，细胞凋亡的速度超过细胞分裂的速度，造成某些重要器官的缩萎和容积减少神经退行性变化60-70岁的老年人脑细胞凋亡导致脑萎缩10%，表现为影像中脑室增大，脑沟裂增宽，但并不一定会表现为智能衰退脑的血液供应减少了，80岁老人的脑血流量比青壮年降低了20％左右脑内葡萄糖利用率降低，脑耗氧量也降低。神经功能密切相关的某些脑内化学物质也发生了显著变化内分泌功能降低脑结构和生理功能的退行性变化，与心理活动的改变并不完全是一致神经退行性疾病老年退行性痴呆

Alzeimer’sdisease老年性巴金森氏病Parkinson’sdisease韩廷顿舞蹈症Huntingtonchorea运动神经元的退行性病变

MotorNeuronDegeneration老年期痴呆老年痴呆，发生于老年期，为一种慢性进行性精神衰退性疾病，主要临床表现为进行性的智能减退，尤以记忆障碍为主，同时还可有显著的情绪和人格改变，以及整个机体的衰老。Alzeimer’sDisease脑血管意外后痴呆老年退行性痴呆（AD)潜隐性缓慢发病病程可迁延数十年（病前10多年，病后10多年）疾病症状进行性恶化无特效治疗方法AD的病理学基础德国医生Alzeimer的案例报告缓慢进行性痴呆神经炎性斑块（蛋白质淀粉化并形成Aβ42单体

）神经纤维缠结(Tau蛋白）脑内Aβ42的含量的意义

3nmol/g确诊为AD10nmol/g接近死亡AD早期预测的指标临床症状：是否有MCI脑影像:

Aβ42的PET成像生化检验：ApoE4allele基因检查:轻度认知障碍(MCI)的预测价值

具有轻度记忆

障碍者,诊断为AD的概率每年以12%-15%递增，普通老年人每年1-2%的比例增加。如果伴有海马萎缩(MRI影像),近事记忆测验成绩下降和血液内出现阿朴脂蛋白(ApoE4allele),其预测价值更大.PET成像Aβ42ApolipoproteinE4(ApoE4)阿朴脂蛋白(ApoE4)转运子在脑内的累积早于Aβ42，如ApoE4转运子累积，随后Aβ42增加的更快，比没有ApoE4转运子前兆的病人，痴呆更严重。有ApoE4转运子累积前兆的老人可能并没有AD症状，所以它成为AD早期预测的重要指标Parkinson’sdisease症状肌肉僵直和运动迟缓静止性震颤、姿势、平衡障碍自主神经功能紊乱和痴呆病理基神经节内多巴胺能末稍内多巴胺含量显著降低多巴胺转移因子测定的意义巴金森氏病从一侧肢体运动障碍发展为双侧肢体运动障碍，经过3-6年的变化，此阶段可进行多巴胺转移因子的SPECT成像检查，可发现两侧苍白球不对称。健康侧脑内的多巴胺转移因子也低于正常人的25-40%，则预示为神经退行性疾病。SPECT多巴胺转移因子成像Pakinson’s病的治疗合成多巴胺的前体药物左旋多巴20世纪80-90年代脑移手术治疗Pakinson’s病胎儿脑黑质细胞移植自体肾上腺嗜铬细胞移植2009年2月在英国自然杂志短评，对当年进行过胎儿脑黑质细胞移植的老年尸检中发现，15年以前移植的细胞仍存活韩廷顿舞蹈症(Huntingtonchorea)不自主的面部奇特表情，类似马戏团小丑上肢和肩部自发性怪异运动基底神经节的γ-氨基丁酸(GABA)对黑质抑制作用较低的结果使多巴胺末稍活动性增强运动神经元退行性疾病运动神经元病:脊髓前角、颅神经的运动神经核细胞、大脑皮质锥体细胞变性导致神经肌肉功能进行性病变肌萎缩侧索硬化症：从手部开始,无力和动作不灵活、手小肌萎缩.然后向前臂、上臂和肩胛带发展,由一侧上肢发展到另一侧.萎缩肌肉有明显的肌束颤动、吞咽困难、发音含糊，晚期可出现抬头困难、呼吸困难.病程1-10年不等进行性脊髓肌萎缩症：脊髓前角细胞病变，分成年型(远端型、少年型(近端型）和婴儿型进行性脊肌萎缩进行性延髓麻痹：多在中年后起病，出现声音嘶哑、说话不清、吞咽困难原发性侧索硬化：男性居多,临床表现为缓慢进展的双下肢或四肢无力、剪刀样步态运动神经元退行性疾病运动神经元病:脊髓前角、颅神经的运动神经核细胞、大脑皮质锥体细胞变性导致神经肌肉功能进行性病变肌萎缩侧索硬化症：从手部开始,无力和动作不灵活、手小肌萎缩.然后向前臂、上臂和肩胛带发展,由一侧上肢发展到另一侧.萎缩肌肉有明显的肌束颤动、吞咽困难、发音含糊，晚期可出现抬头困难、呼吸困难.病程1-10年不等进行性脊髓肌萎缩症：脊髓前角细胞病变，分成年型(远端型、少年型(近端型）和婴儿型进行性脊肌萎缩进行性延髓麻痹：多在中年后起病，出现声音嘶哑、说话不清、吞咽困难原发性侧索硬化：男性居多,临床表现为缓慢进展的双下肢或四肢无力、剪刀样步态心理发展及其障碍婴幼儿的心理发展学龄少年儿童的心理发展心理发展障碍婴儿的心理发展婴儿的动作发展为心理发展创造了重要条件动作发展由头到脚、由近及远和由大至小，也就是说婴儿动作的发展是先头后脚，先躯干后四肢，先大动作后精细动作。在０～２岁时，应重点训练前外侧触觉和抗重力大肌肉群２～４岁的幼儿，重点训练粗大动作功能的发展，这一阶段的具体训练可鼓励孩子不用视觉，单靠触摸来辨别物体，并多提供多种质感的玩具婴儿的语言发生时间在一周岁前后，1.5周岁前后掌握的词汇量剧增，从而形成词语爆炸性发展的现象。这段时间也是婴儿掌握语法的关键阶段婴儿的心理发展障碍一岁前：不良的进食习惯、睡眠习惯和大小便习惯，言语障碍，负性情感（如忌妒、恐惧、分离焦虑）以及某些不良的行为问题（如吮吸手指或衣物、咬指甲、拔毛发等）。1岁后：注意力不集中，学习能力障碍，情绪性格问题。孩子中有80％属于学习能力障碍，与感觉统合失调有关。学龄少年儿童的心理发展智力发展：

环境适应