一個人發育時,神經系統發生什麼樣的變化 【楊聰財專欄】
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一、出生前後神經系統的初始狀態
A=神經元(Neurons)數量穩定但尚未成熟
嬰兒出生時,大多數神經元的基本數量與結構已經就緒,但功能尚未成熟。此時大腦重量約為成人的25%,許多神經連結尚未建立。
B=神經元尚未大量連接與包覆
出生時神經系統像是「硬體裝好了,但軟體還沒安裝」,主要功能來自於之後的連結(突觸)與髓鞘發展。
二、嬰兒期至兒童期的快速神經發展
1. 突觸與樹突的劇烈擴展
A=嬰兒出生後,樹突(dendrites)與突觸(synapses)迅速擴張,形成神經網絡。
B=這種現象稱為突觸形成高峰期(synaptogenesis),特別集中在出生後頭幾年,是大腦「連線」的關鍵時期。
C=這使得嬰兒在學習語言、感知世界、發展情緒反應上迅速進步。
2. 膠質細胞(Glial cells)的角色
A=膠質細胞不參與訊息傳導,但負責支持與保護神經元,並幫助形成髓鞘。
B=特別是星狀膠質細胞(astrocytes)與寡突膠質細胞(oligodendrocytes)參與突觸修剪與髓鞘化。
3. 髓鞘化(Myelination)的發展順序
A=髓鞘是一層脂質包覆物,能加快神經衝動傳導速度。
B=髓鞘化進程自出生後持續至青少年甚至成年初期。
C=發展順序為「由頭至腳(cephalocaudal)」:
- 從大腦、頭部、頸部開始
- 接著是肩膀、手臂、手指
- 最後才是腿與腳
這與嬰兒運動技能發展順序一致:先能抬頭、再能抓握、然後才能爬行與走路。
4. 感覺與運動區的髓鞘發展早於高層認知區
A=感覺與基本運動區通常髓鞘化較早;
B=而前額葉(負責計畫、判斷、衝動控制)髓鞘化晚,常持續到25歲左右。
三、營養與環境對發育的影響
A=慢性營養不良的影響:
- 動物實驗與人類研究一致發現,早期營養不足會影響:
B=髓鞘形成
C=膠質細胞數量
D=樹突發展
- 長期可能導致智能發展遲緩與動作控制能力下降。
四、成年後的神經變化
1. 突觸修剪(Synaptic pruning)
A=青春期開始後,大腦會進行「突觸修剪」:把不常用的神經連結移除,使神經系統更有效率。
B=好比優化程式碼,刪除多餘連結,加快處理速度。
2. 成年後神經變化
A=到了成年早期(25歲左右),大腦達到巔峰成熟狀態。
B=然而,40歲以後,大腦重量開始逐漸下降,突觸連結逐漸減少。
C=神經傳導速度減慢,這與學習、記憶與動作協調下降有關。
3. 老化與疾病(如多重硬化症)
A=多重硬化症(Multiple sclerosis, MS) 是一種自體免疫疾病,會破壞中樞神經的髓鞘,使神經傳導異常。
B=導致肌肉無力、視覺模糊、記憶與思考困難等。
#總結表:神經系統發育重點一覽表
發育階段 |
主要變化 |
---|---|
出生前 |
神經元基本形成,但未成熟 |
嬰兒期 |
突觸迅速增加;髓鞘開始由上至下發展 |
幼兒期 |
動作協調提升、語言與社會認知發展 |
青春期 |
突觸修剪、前額葉成熟 |
成年初期 |
大腦發展完成,邏輯與情緒控制達巔峰 |
中年期 |
腦重逐漸下降,突觸減少 |
老年期 |
神經傳導變慢、與記憶與動作功能衰退相關 |
神經病理狀況 |
如多重硬化症會破壞髓鞘,影響神經功能 |
當一個人發育時,神經系統發生什麼樣的變化呢? 嬰兒被生下時,此人將擁有的所有神經元的基本構造幾乎都已經形成了。但此時神經系統仍相當不成熟。 (例如,此時腦部只有長大成人時腦部重量的25%)。 膠質細胞(glial cells) 髓鞘 ( myelin sheath) 多重硬化症(multiple sclerosis) |
嬰兒成長時,將訊息傳入並傳入其他神經元之樹突與突觸節網絡,十分戲劇性地擴展。包覆神經之髓鞘發育,起初是身體上方之區域比下方區域好。 一歲以後,髓鞘之成長便往身體下方散布─由頭到肩部、到手臂與手掌、到胸部上方與腹部、然後到腳與腳掌。這個發育的序列反映在個人的動作發展上:身體上方部分接受控制會早於下方部位。 動物研究發現,早年之慢性營養不良,以遲滯髓鞘、膠質細胞、與樹突等的發展來傷害腦部之發育;這種傷害可能導致兒童動作與智能方面長期缺陷(Reinis & Goldman, 1980)。 |
在成年前期開始後,腦部重量傾向於隨年齡增加而緩慢减少(Trotora & Derrickson, 2012)。儘管腦部細胞數量未大量改變,但是突觸有,會使得送出神經衝動的能力減低。這些腦部的改變常與人們過了五、六十歲後,心智與身體功能之衰退有關。 |