作者：陈宗波
出版社：人民卫生出版社
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小儿神经系统感染疾病学试读：
版权页图书在版编目（CIP）数据
小儿神经系统感染疾病学/陈宗波，孙若鹏，孙锦平主编.—北京：人民卫生出版社，2013
ISBN 978-7-117-16812-0
Ⅰ. ①小… Ⅱ. ①陈… ②孙… ③孙… Ⅲ. ①小儿疾病-神经系统疾病-感染-疾病-诊疗 Ⅳ. ①R748
中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第047454号
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版权所有，侵权必究！小儿神经系统感染疾病学
主 编：陈宗波 孙若鹏 孙锦平出版发行：人民卫生出版社有限公司
人民卫生电子音像出版社有限公司地 址：北京市朝阳区潘家园南里19号邮 编：100021E - mail：ipmph@pmph.com制作单位：人民卫生电子音像出版社有限公司排 版：人民卫生电子音像出版社有限公司制作时间：2018年1月版 本 号：V1.0格 式：epub标准书号：ISBN 978-7-117-16812-0策划编辑：曲春晓责任编辑：曲春晓打击盗版举报电话：010-59787491 E-mail：WQ@pmph.com本电子书不包含增值服务内容，如需阅览，可购买正版纸质图书。序 言
小儿神经系统感染性疾病是世界各国儿童死亡和致残的最常见原因之一，严重危害人类健康。虽然疫苗接种能够预防许多病原体引起的神经系统严重疾病（如脊髓灰质炎、麻疹脑炎、结核菌感染、腮腺炎脑膜脑炎及乙型脑炎等），但仍有许多其他感染，尤其是病毒感染对发育期和成熟的中枢神经系统的结构与功能造成严重危害。目前就我国而言，多数病例的病因学诊断仍存在一定困难，治疗有时更难。编者在百忙之中仔细认真编写的《小儿神经系统感染疾病学》，基础理论和临床实践相结合，广泛参考了国内外研究资料，对普通儿科医师和小儿神经专业医师的医疗、教学及科研工作有指导作用。《小儿神经系统感染疾病学》是一本专业参考书，内容丰富，既有科学理论，又有实践经验，详述了多种小儿神经系统感染性疾病的病因、病理、临床表现、诊断方法以及治疗措施。部分章节，尤其是在病毒性中枢神经系统感染方面，系统描述了近年来的研究进展，既能使读者了解病情复杂的原因，又能对今后研究方向有所启发。本书分为上、下两篇，基础知识和临床密切结合，对每种病均从病原学、流行病学、解剖学、发病机制和病理学、临床表现、影像学、实验技术、治疗和预防等方面进行叙述，以求各门基础医学、分子生物学、免疫学及遗传学等广泛渗透到小儿神经系统感染病学的范畴中；使读者比较全面地了解小儿神经系统感染性疾病。《小儿神经系统感染疾病学》的新颖之处在于创新性地将神经系统感染性疾病与神经系统胚胎发育、免疫损害机制等基础知识结合起来撰写，从多方位、多层次描述每种疾病，文笔流畅、严谨。作者们在编写时不仅参考了大量的国内外最新文献，还结合了各自宝贵的临床经验，从而使得该书具有先进性、科学性、实用性和可读性。这是一本很好的专著，对于临床医生及相关研究者有较高的参考价值。董永绥华中科技大学同济医学院附属同济医院教授2013年5月前 言
人类的神经系统是最复杂的系统器官。在神经系统疾病中，神经系统感染性疾病是最常见而且与全身其他器官和系统关系最密切的疾病之一，如在感染的急性期和恢复期均可直接或间接地调控机体的免疫系统，激发机体免疫功能紊乱而引起相应的免疫性损害。小儿神经系统感染病学是一个独特的医学领域，它不仅包含着儿科学和内科学神经系统感染性疾病的内容，而且还要面对胚胎发育及出生后生长发育中的各种问题。胚胎和小儿时期最应被关注的问题是免疫系统和各种屏障功能不完善，一旦病原体侵入机体，易在包括神经系统在内的多器官中散播，造成病原体的直接损害、免疫损害和多种炎性病变，其危重患儿的病死率和致残率较高。因此，积极有效地控制儿科危重神经系统感染患儿的病死率和致残率是降低儿童死亡率、并发症和后遗症的关键。
近10年来，由于分子生物学和遗传学技术的进展，使得人们对于小儿神经系统感染性疾病有了更加广泛深入的了解，促使临床神经感染病学从经典诊断和治疗疾病的模式，开始探索在基因水平上的诊断、治疗和预防。同时，也使临床工作者对该类疾病有了更多的认识和突破，发现了许多新的问题和现象。为此，我们编写了这本《小儿神经系统感染疾病学》。供儿科、神经内科、研究生及医学院校学生参考。
本书分为基础和疾病两部分，基础部分主要包括小儿神经系统感染与组织胚胎学基础、免疫学基础和病理学基础，常见的病原体诊断和脑脊液诊断，影像学和脑电图检查技术，小儿神经系统检查特点及常见的症候群等篇章；疾病部分除包括小儿神经系统病毒、细菌、真菌、寄生虫、螺旋体、支原体和衣原体、立克次体和朊病毒等感染外，还充实了与小儿神经系统感染有关的多种免疫性和原因不明的疾病，如脊髓炎、急性播散性脑脊髓炎、急性炎症性脱髓鞘性多发性神经病、多发性硬化及Mollaret 脑膜炎等。对小儿炎性血管病、神经结节病、Leigh病等较少见的疾病也做了介绍。
在编写过程中参考了国内外近期的进展及作者们各自的临床经验和研究成果。参加编写的人员既有国内的神经内科医生、神经生理和神经化学专家、影像学和脑电图专家，又有一批年富力强的儿科医师和研究人员，他们工作在儿科和神经内科的医疗、教学及科研第一线。在编写过程中得到了人民卫生出版社的支持和鼓励，在此表示衷心的感谢。
由于我们水平有限，本书难免存在缺点和错误之处，新进展方面定有不少遗漏，敬请读者批评指正，以便今后不断修改，逐渐完善。编者2013年5月Table of Contents上篇 基础篇 第一章 小儿神经系统感染与组织胚胎学基础第二章 小儿神经系统感染的免疫学基础第三章 中枢神经系统感染的病理学基础第四章 中枢神经系统感染的病原体第五章 脑脊液的诊断第六章 小儿神经系统感染的特殊检查第七章 小儿神经系统检查方法第八章 小儿神经系统感染常见的临床症候群下篇 疾病篇 第九章 小儿神经系统病毒感染性疾病第十章 小儿神经系统细菌感染第十一章 小儿神经系统寄生虫感染第十二章 小儿神经系统真菌感染第十三章 小儿神经系统螺旋体感染第十四章 小儿神经系统支（衣）原体感染第十五章 小儿神经系统立克次体感染第十六章 小儿朊病毒病第十七章 小儿神经系统其他与感染有关的疾病第十八章 小儿中枢神经系统脱髓鞘病第十九章 小儿周围神经病第二十章 小儿中枢神经系统炎性血管病上篇 基础篇第一章 小儿神经系统感染与组织胚胎学基础
神经系统是一个在结构和功能上高度复杂的系统，它由胚胎期的神经管和神经嵴演化而成。神经管演化成脑与脊髓，神经嵴则演化成脑神经节、脊神经节、自主性神经节、周围神经、肾上腺嗜铬细胞、部分内分泌细胞、中外胚层与黑色素细胞等。第一节 脑的形成
神经系统起源于神经外胚层，由神经管和神经嵴分化而成。一、神经管和神经脊的组织发生与分化
人胚第3周初，在脊索突和脊索的诱导下，出现了由神经外胚层构成的神经板。随着脊索的延长，神经板也逐渐长大并形成神经沟。在相当于枕部体节的平面上，神经沟首先愈合成管，愈合过程向头、尾两端进展，最后在头尾两端各有一开口，分别称前神经孔和后神经孔。胚胎第25天左右，前神经孔闭合，第27天左右，后神经孔闭合，完整的神经管形成。神经管的前段膨大，衍化为脑；后段较细，衍化为脊髓。
早期神经管由单层柱状上皮组成，经过细胞分裂增殖成为假复层柱状上皮，称为神经上皮（neuroepithelium）。当神经管形成后，管壁变为假复层柱状上皮，上皮的基膜较厚，称外界膜。神经上皮细胞不断分裂增殖，部分细胞迁至神经上皮外周，称为成神经细胞。之后，神经上皮细胞又分化出成神经胶质细胞，也迁至神经上皮的外周。于是，在神经上皮的外周由成神经细胞和成神经胶质细胞构成了一层新细胞层，称套层。原来的神经上皮停止分化，变成一层立方形或者矮柱状细胞，称为室管膜层。套层的成神经细胞起初为圆球形，很快长出突起，突起逐渐增长并伸至套层外周，形成一层新的结构，称边缘层。随着成神经细胞的分化，套层中的成神经胶质细胞也分化成为星形胶质细胞和少突胶质细胞，并有部分细胞进入边缘层。
成神经细胞一般不再分裂增殖，初期为圆形，称为无极成神经细胞，以后发出两个突起，称为双极成神经细胞，双极成神经细胞朝向神经管腔一侧的突起退化消失，称为单极成神经细胞；伸向边缘层的一个突起迅速增长，形成原始轴突。单极成神经细胞内侧端又形成若干突起，成为原始树突，于是成为多极成神经细胞。在神经元的发生过程中，最初生成的神经细胞数目比以后存留的数目多，那些未能与靶细胞或靶组织建立连接的神经元都在一定的时间死亡。说明神经元的存活与靶细胞或者靶组织密切相关。近年来的研究发现，神经细胞的存活及其突起的发生主要受靶细胞或靶组织产生的神经营养因子的调控，如神经生长因子（NGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、表皮生长因子（EGF）、类胰岛素生长因子（IGF）等。大量神经元的生理性死亡与这些细胞不能获得靶细胞或者靶组织释放的这类神经营养因子密切相关。
胶质细胞的发生晚于神经细胞。成胶质细胞首先分化成为各类胶质细胞的前体细胞，即成星形胶质细胞和成少突胶质细胞。然后，成星形胶质细胞分化为原浆性和纤维性星形胶质细胞，成少突胶质细胞分化为少突胶质细胞，最近有人在体外培养的研究中发现，两种星形胶质细胞分别由两种不同的前体细胞分化而来，少突胶质细胞与纤维性星形胶质细胞来自同一种前体细胞。也有人提出，少突胶质细胞并非来自神经上皮细胞，而是来自神经管周围的间充质。对于小胶质细胞的起源问题，至今尚有争议，有人认为这种胶质细胞来源于神经管周围间充细胞，更多人认为来源血液中的单核细胞。神经胶质细胞始终保持分裂增殖能力。
关于神经细胞和神经胶质细胞的起源，百余年来存在着不同的意见，是神经系统发育中的一个有争论的问题。根据目前的研究资料，大多数神经生物学家认为神经元与神经胶质细胞来自共同的干细胞，这种干细胞由胚胎早期的神经上皮产生，具有多分化潜能，被称为多潜能干细胞。将此细胞体外培养，可发生神经细胞、放射状胶质细胞和星形胶质细胞。最新研究得知干细胞不仅存在于胚胎早期，而且出生后在室管膜下层内可长期存在。神经细胞和神经胶质细胞来自共同干细胞的实验依据，最早发现于视网膜神经细胞和苗勒细胞的分化，以后在鸡的顶盖和脊髓及哺乳动物的大脑皮质内均得到证实。二、脑的发育
脑起源于神经管的头段，其形态发生和组织分化过程尽管与脊髓有一些相同或者相似之处，但比脊髓更复杂。（一）脑泡的形成和演变
胚胎第4周末，神经管头段形成三个膨大，即脑泡，由前向后分别为前脑泡、中脑泡和菱脑泡。至第5周时，前脑泡的头端向两侧膨大，形成左右两个端脑，以后演变成为大脑的两个半球，而前脑泡的尾端则形成间脑。中脑泡变化不大，演变为中脑。菱脑泡演变为头侧的后脑和尾侧的末脑，后脑演变成脑桥和小脑，末脑演变为延髓。
随着脑泡的形成和演变，神经管的管腔也演变为各部位的脑室。前脑泡的腔演变为左右两个侧脑室和间脑中的第三脑室；中脑泡的腔很小，形成狭窄的中脑水管；菱脑泡的腔演变为宽大的第四脑室。
在脑泡的形成和演变过程中，同时出现了几个不同方向的弯曲。首先出现的是凸向背侧的颈曲和头曲。前者位于脑和脊髓之间，后者位于中脑部，故又称之为中脑曲。之后，在脑桥和端脑处又出现了两个凸向腹侧的弯曲，分别称为脑桥曲和端脑曲。
随着胚胎发育的继续，脑泡在外形与内部结构上均有复杂的变化，在大部分脑泡中还是能够认出翼板、基板和界沟。底板达到中脑尾部，基板到达中脑头部，所以间脑和端脑只由顶板和翼板组成，但端脑的灰质是否来自翼板尚有疑问。界沟只到中脑与前脑交界处，在脑室部分顶板变薄，只由单层室管膜上皮组成，它与周围富含血管的软脑膜一起形成脉络膜。在延髓中上段以上部分因有许多上、下行和横行纤维束的穿行而使灰质与白质的界限不如脊髓那样明显。
脑壁的演化与脊髓相似，其侧壁上的神经上皮细胞增生并向外迁移，分化为成神经细胞和成胶质细胞，形成套层。由于套层的增厚，使侧壁分成了翼板和基板。端脑和间脑的侧壁大部分形成翼板，基板甚小。在小脑和大脑部分，大部分的神经细胞由套层向外迁移至边缘层表面，分别形成小脑皮质和大脑皮质，而小部分遗留在脑室附近的灰质块，形成各种神经核。翼板中的神经核多为感觉中继核，基板中的神经核则为运动核。（二）脑的各部的发育
1. 菱脑
为菱脑峡和颈曲之间的部分，以脑桥曲将菱脑分成前后两部分，前部为后脑，后部为末脑。后脑将衍化成为脑桥和小脑，末脑衍化成延髓。菱脑的脑室从背面观察呈菱形，形成第四脑室及延髓后部的中央管。（1）末脑：
为菱脑的后部，相当于第一颈神经附着处以上到脑桥曲的部分，以后衍化成延髓。当胚胎第5～6周时，第四脑室底部曾出现8对横行隆起和相间排列的横行浅沟，这种横行隆起称为菱脑节。以后随着发育，菱脑节逐渐消失，其翼板的神经元迁移至背面分化形成两对独立的核群，内侧的一对称为薄束核，外侧的一对称为楔束核。
末脑的头段由于脑桥曲的形成，中央管扩大形成第四脑室。侧壁以底板为纵轴向左右两侧展开形成第四脑室底，结果翼板位于基板的外侧，两者仍以界沟相隔，使原来翼板和基板的背、腹关系变成了内外关系。顶板被牵拉成薄层为第四脑室顶，胎儿第4个月时，顶板的一切区域变薄而逐渐破裂，分别形成两个外侧孔和一个中间孔。顶板两侧的翼板增厚形成厚嵴，称为菱唇，菱唇的尾侧形成第四脑室带，其头端部分增厚，参与小脑的形成。
基板衍化的Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ对脑神经运动核群，分为三组，从中线向外依次为：①一般躯体运动核：支配枕部生肌节衍化的骨骼肌，在延髓为舌下神经核；②特殊内脏运动核，支配后四对鳃弓衍化的肌群，如咀嚼肌、表情肌和咽喉肌，为疑核；③一般内脏运动核，支配心脏、呼吸道与部分消化道平滑肌与腺体的运动，为迷走神经背核和下泌涎核。
翼板衍化的Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ对脑神经感觉核群，分为四组，从内侧向外侧依次为：①一般内脏感觉核，接受内脏感觉冲动的孤束核；②特殊内脏感觉核，接受味觉冲动的孤束核上部；③一般躯体感觉核，接受来自头面部感觉冲动的三叉神经脊束核；④特殊躯体感觉核，接受来自内耳听觉的蜗神经核与来自平衡感觉冲动的前庭神经核。
此外，尚有一部分翼板的成神经细胞向腹面迁移，在尾端形成橄榄核群，在头端形成脑桥核。延髓在发育过程中，灰质被纵横方向的神经纤维穿行，形成网状结构。由大脑皮质运动区下行的纤维集中于腹侧部分，形成明显的锥体束。（2）后脑：
由菱脑的前部发育而来，其背腹两部分发育成两个显著不同的部分，背面生成小脑，腹面生成脑桥。中央管扩大形成第四脑室的上部。后脑的顶板并不扩展成薄膜，大部分消失于小脑组织之中，仅在小脑的头侧与尾侧分别形成前髓帆和后髓帆。
1）脑桥：
在发育中衍化为背侧的被盖部和腹侧的基底部。被盖部是延髓背侧大部分的连续，来自基板和翼板的腹内侧部分，分别发育成脑神经的感觉核团和运动核团。它们与延髓同类性质的核团是前后相连续的。
基板衍化的脑神经核团，由内向外依次为：①躯体运动核为展神经核，支配眼球的外直肌；②特殊内脏运动核为三叉神经运动核和面神经核，支配由第一鳃弓衍化的咀嚼肌和第二鳃弓衍化的表情肌；③一般内脏运动核为上泌涎核、支配泪腺、下颌下腺和舌下腺的分泌活动。
翼板衍化的脑神经核团从内侧向外侧依次为：①一般内脏感觉核为孤束核；②特殊内脏感觉核为孤束核的上端，接受舌前2/3部分的味觉；③一般躯体感觉核为三叉神经脑桥核；④特殊躯体感觉核为蜗神经核和前庭神经核。
基板处边缘层扩展明显形成脑桥的基底部，其中除主要自大脑皮质下行的锥体束外，尚有延髓与脑桥翼板的神经细胞迁移而形成的脑桥核，其神经细胞发出的纤维交叉进入对侧小脑皮质，组成小脑中脚。
2）小脑皮质的组织发生：
小脑起源于后脑翼板背侧部的菱唇，左右两菱唇在中线融合，形成小脑板，这就是小脑的始基。胚胎第12周时，小脑板的两外侧部膨大，形成小脑半球；板的中部变细，形成小脑蚓。之后由一条横裂从小脑蚓分出了小结，从小脑半球分出了绒球。由绒球和小结组成的绒球小结叶是小脑种系发生中最早出现的部分，故称为原小脑，仍然保持着与前庭的联系。
胎儿2个月时小脑板由室层、套层和边缘层组成。第3个月时由于室层的成神经细胞不断增殖并不断向边缘层表面迁移，形成一密集的细胞层，称为外颗粒层。这层细胞仍然保持着分裂增殖的能力，在小脑表面形成了一个增殖区，使小脑表面迅速扩大并产生皱褶，形成小脑叶片。胎儿第4个月时室层的成神经细胞增殖，沿着特殊星形胶质细胞的突起，向外迁移到外颗粒层的下方，分别形成浦肯野细胞与高尔基细胞。室层的另一部分细胞集中形成小脑的核团，如齿状核、球状核、栓状核和顶核。至第6个月，外颗粒层细胞开始分化出不同的细胞类型，部分细胞向内迁移，分化为颗粒细胞，位居浦肯野细胞层深面，构成内颗粒层。套层的外层成神经细胞分化为浦肯野细胞和高尔基细胞，构成浦肯野细胞层；内层的成神经细胞则聚集成团，分化为小脑白质中的核团，如齿状核。外颗粒层因大量细胞迁出而变得较少，这些细胞分化为篮状细胞和星形细胞，形成了小脑皮质的分子层，原来的内颗粒层则改称颗粒层。
2. 中脑
由中脑脑泡发育而来，是脑泡中变化最小的一个。底板在中脑尾侧缘已消失，故中脑内只有顶板、基板和翼板。脑室腔大为缩小，成为中脑水管，上连第三脑室，下达第四脑室。中脑翼板在脑表面首先出现一对纵行隆起，稍后再起中间出现横沟，将每侧隆起分隔成上丘与下丘等四个隆凸，称为四叠体。上丘神经细胞均由套层细胞迁移至正中部分而形成。顶板以后即行消失。部分翼板的神经细胞向腹侧迁移，分化形成黑质。红核是由基板的神经细胞分化形成的。中脑的被盖与脑桥的被盖相连续，在种系发生上是比较古老的部分。基板内神经细胞分为两组，内侧组较大，在上丘平面发展成为内、外两对运动神经核团。外侧部分为动眼神经核，内侧部分为动眼神经副核。在下丘平面发展成滑车神经核。动眼神经核发出动眼神经，滑车神经核发出滑车神经，支配眼外肌的运动，动眼神经副核支配瞳孔括约肌和睫状肌。基板的边缘含有大脑皮质的下行纤维，形成两侧纵行粗大隆起的大脑脚底。
3. 前脑
前脑向外凸出两个囊泡衍化成端脑，其正中部分为间脑。端脑和间脑仅由顶板和两侧的翼板组成。（1）间脑：
顶板的大部分及覆盖在其外方富于血管的软膜形成其顶壁，当神经管扩展成第三脑室时，它突入第三脑室，形成第三脑室脉络丛。胚胎第3周时间脑的两侧各凸出一个眼泡，第5周时眼泡变成眼杯，并有眼柄与间脑相连，眼杯以后发育成视网膜，眼柄开始为管状结构，其管腔与第三脑室相通，以后管腔逐渐闭塞并为视觉纤维所贯穿形成视神经。在视神经接近下丘脑时，有一部分纤维发生交叉，为视交叉，位置在漏斗的前方。
翼板主要形成丘脑、下丘脑与上丘脑。
丘脑：胚胎第7周后丘脑生长较快，左右两侧部分在中线愈合，形成丘脑中间块（丘脑间黏合），致使第三脑室变窄。丘脑内部发生了许多丘脑核群及内外侧膝状体等，其中主要部分为躯体感觉、视觉和听觉等冲动传导途径的中继站。
下丘脑：第3周时丘脑下沟腹侧部形成漏斗状突起，称为漏斗，以后衍化成漏斗柄及神经垂体。至第2～3个月时，下丘脑部分细胞分化成许多独立核团。这些核团与内脏活动调节及内分泌作用、情绪行为等活动有关。下丘脑腹侧面正中线两侧有一对明显的隆起，称为乳头体。
上丘脑：由顶板和翼板背侧部共同组成。第7周时顶板正中线处向背面突出，形成囊泡状结构，随后其上皮细胞增生形成实心的松果体。翼板背侧缘的细胞形成缰核，由此发出纤维经松果体头侧到达对侧形成缰连合。由于丘脑不断发育增大，丘脑上沟逐渐消失不见，上丘脑位于背侧丘脑的背侧。
脑垂体由拉特克囊和漏斗两部分发育而来。胚胎第3周时，拉特克囊逐渐向下丘脑方向伸展。与此同时下丘脑腹侧向下形成漏斗状突起称为漏斗。于胚胎第6周时逐渐与拉特克囊相接触，形成脑垂体。第10～11周漏斗增大形成神经垂体，其基部为漏斗柄和正中隆起。下丘脑的核团如视上核的神经细胞的轴突于胚胎第10周时进入神经垂体，以后不断增多，到胎儿晚期这些神经细胞才陆续有分泌激素的功能。（2）端脑：
位于前脑的前端，无底板及基板，只有翼板部分。由于端脑的外侧壁和后壁迅速扩展形成大脑半球，它向上、向前与向下，从而超越其他脑泡的发育，使大脑半球覆盖间脑，以后盖过中脑与后脑。两个半球的内侧面在正中线处逐渐贴近而变得平坦，其中间隙形成大脑纵裂，间隙内充满间充质，以后分化形成大脑镰，端脑向两侧膨大形成大脑半球时，其头端的正中部挤成一窄带，形成第三脑室的前壁称为终板。
1）纹状体与内囊：
胚胎第4周时大脑半球底壁细胞增生而出现一对隆起为纹状体，随着大脑半球继续扩展，纹状体部分与间脑的外侧壁愈合。此时纹状体形成两条“C”字形的纵嵴，有来自大脑皮质的传入和传出纤维穿过，将纹状体不完全地分成背内侧部分的尾状核与腹外侧部分的豆状核，穿过纹状体的神经纤维束即内囊。部分大脑皮质纤维不经过内囊而通过豆状核外侧称为外囊，它将豆状核和一薄层细胞分开，此核团称为屏状核，位于脑岛的深面。
2）大脑皮质：
包括海马皮质、梨状皮质与新皮质。海马皮质出现最早，古皮质和新皮质均起源于端脑的纹状体上部，旧皮质则来自纹状体外侧部。
海马皮质：胚胎第6周时，大脑半球内侧面紧靠脉络裂上方的皮质，增厚形成海马嵴。由于新皮质逐渐扩展，将海马嵴推向下方腹面，突入侧脑室中。随后由于海马嵴各部分发育有所不同，海马嵴的背面以后退化只留遗迹称为灰被，其腹面形成海马结构。海马嵴的下方，大脑半球内侧壁与其表面富于血管的软脑膜由此突入侧脑室，形成侧脑室脉络丛，在室间孔处与第三脑室脉络丛相连。软脑膜突入侧脑室处形成脉络裂。
梨状皮质：胚胎第7～8周，位于纹状体外侧大脑皮质下有一纵行隆起，以后逐渐膨大形成嗅脑。它分为前后两个部分。前部形成嗅球及嗅束，后部形成前穿质及旁嗅区。
新皮质：位于古皮质与旧皮质之间，占大脑半球的大部分。新皮质生长并极度扩大形成额叶、顶叶、枕叶与颞叶。在胎儿第4个月以前，大脑半球表面保持光滑状态，以后出现顶枕沟、距状沟；第5个月时出现扣带沟；第6个月时陆续出现中央沟、中央前沟、中央后沟，额上和额下、顶内、颞上和颞下沟，嗅脑沟等；第8个月末所有脑沟均可辨认；第9个月时趋于完善的阶段，随着沟完善，估计约有25%的皮质面积深埋于沟内。
3）大脑皮质的组织发生：
大脑皮质由端脑套层的神经细胞迁移和分化而成。大脑皮质的种系发生分为三个阶段，最早出现的是原皮质，继之出现的是旧皮质，最晚出现的是新皮质。人类大脑皮质的发生过程重演了皮质的种系发生，海马和齿状回是最早出现的皮质结构，相当于种系发生上的原皮质。胚胎第7周时，在纹状体的外侧，大量的成神经细胞聚集并分化，形成梨状皮质，相当于种系发生上的旧皮质。旧皮质出现不久，神经上皮细胞分裂增殖，分批分期地迁至表层并分化为神经细胞，形成新皮质，这是大脑中出现最晚、面积最大的部分。由于成神经细胞分批分期地产生和迁移，因而皮质中的神经细胞呈层状排列。越早产生和迁移的细胞，位置越深；越晚产生和迁移的细胞，其位置越表浅，即越靠近皮层表面。因此大脑皮质中最早出现的是第5、6层，相继出现的是由内向外的第4层至第2层。胎儿第6个月时大脑皮质已有6层结构，即第1层分子层、第2层外颗粒层、第3层锥体细胞层、第4层内颗粒层、第5层节细胞层和第6层多形细胞层，其厚度逐渐增加。胎儿出生时，新皮质已经形成6层结构，原皮质和旧皮质的分层无一定规律性，有的分层不明显，有的分为3层。
4）大脑的连合：
连接左右两侧大脑半球的纤维，主要有以下几种：
前连合：早期前神经孔关闭处，神经管的最前端增厚形成终板。胚胎第7周时，在终板下方有横行纤维，它是连合旧皮质与古皮质的联系纤维。嗅束纤维横过终板的下部，与来自梨状皮质和杏仁体的纤维组成前连合。
海马连合或穹隆连合：第9周时在终板上方出现一小束纤维，它连接两侧海马，并借助穹隆纤维止于海马，终止于下丘脑乳头体。
胼胝体：胚胎第10周时，连接左右两侧大脑半球新皮质的主要纤维，由于新皮质的不断扩展与分化，此束纤维也随着向前方和后方扩展，形成扁而宽的弓形连合纤维，遮盖了间脑的顶部。胎儿6个月时，胼胝体的嘴、膝、体与压四部分已经全部形成。位于其下方的终板被拉得很薄，形成透明隔。隔内出现小的空隙，即透明隔腔，被称为第五脑室，但它并不和脑室系统以及外界相沟通。第二节 脊髓及周围神经的形成一、脊髓的发生
神经管的下段分化为脊髓，其管腔衍化为脊髓中央管，套层分化为脊髓的灰质，边缘层分化为白质。神经管的两侧壁由于套层中成神经细胞和成胶质细胞的增生迅速而迅速增厚，腹侧部增厚形成左右两个基板，背侧部形成左右两个翼板。神经管的顶壁和底壁都薄而窄，分别形成顶板和底板。由于基板和翼板的增厚，在神经管的内表面出现了左右两条纵沟，称为界沟。
由于成神经细胞和成胶质细胞的增多，左右两基板向腹侧突出，致使在两者之间形成了一条纵行的裂隙，位居脊髓的腹侧正中，称为前正中裂。同样，左右两个翼板也增大，但主要是向内侧推移并在中线愈合形成一隔膜，称为后正中隔。基板形成脊髓灰质的前角，其中的成神经细胞分化为躯体运动神经元。翼板形成脊髓灰质的后角，其中的神经细胞分化为中间神经元。若干成神经细胞集聚于基板和翼板之间，形成脊髓的侧角，其内的成神经细胞分化为内脏传出神经元。至此，神经管的尾端分化成脊髓，神经管周围的间充质分化成脊膜。
胚胎第3个月之前，脊髓与脊柱等长，其下端可达脊柱的尾骨平面。第3个月后，由于脊柱增长比脊髓快，脊柱逐渐超越脊髓向尾端延伸，脊髓的位置相对上移。至出生前，脊髓下端与第3腰椎平齐，仅以终丝与尾骨相连。由于节段性分布的脊神经均在胚胎早期形成，并从相应节段的椎间孔穿出，当脊髓位置相对上移后，脊髓颈段以下的脊神经根便越来越斜向尾侧，至腰、骶和尾段的脊神经根则在椎管内垂直下行，与终丝共同组成马尾。二、神经节和周围神经的发生
1. 神经节的发生
神经节起源于神经嵴。神经嵴细胞向两侧迁移，分列于神经管的背外侧并聚集成细胞团，分化为脑神经节和脊神经节。这些神经节均属于感觉神经节。神经嵴细胞首先分化为成神经细胞和卫星细胞，再由成神经细胞分化为感觉神经细胞。成神经细胞最先长出两个突起，成为双极神经元，由于细胞体各面的不均等生长，使两个突起的起始部分逐渐靠拢，最后合二为一，于是双极神经元变成假单极神经元。卫星细胞是一种神经胶质细胞，包绕在神经元胞体的周围。神经节周围的间充质分化为结缔组织的被膜，包绕整个神经节。
位于胸段的神经嵴，有部分细胞迁移至背主动脉的背外侧，形成两列节段性排列的神经节，即交感神经节。这些神经节借助纵行的神经纤维彼此相连，形成两条纵行的交感链。节内的部分细胞迁移至主动脉腹侧，形成主动脉前交感神经节。节中的神经嵴细胞首先分化为交感成神经细胞，再由此分化为多极的交感神经节细胞。节中的另一部分神经嵴细胞分化成为卫星细胞。交感神经节的外周也有间充质分化而来的结缔组织被膜。
副交感神经节的起源问题尚有争议。有人认为副交感神经节中的神经细胞来自中枢神经系统的原基即神经管，也有人认为来自于脑神经节中的成神经细胞。
2. 周围神经的发生
周围神经由感觉神经纤维和运动神经纤维构成，神经纤维由神经细胞的突起和施万细胞构成。感觉神经纤维是感觉神经节细胞的周围突；躯体运动神经纤维是脑干及脊髓灰质前角运动神经元的轴突；内脏运动神经的节前纤维是脊髓灰质侧角和脑干内脏运动核中神经元的轴突，节后纤维则是自主神经节细胞的轴突；施万细胞由神经嵴细胞分化而来，并与发生中的轴突或者周围突同步增殖和迁移。施万细胞与突起相贴出凹陷，形成一条深沟，沟内包埋着轴突。当沟完全包绕轴突时，施万细胞与轴突间形成一扁平系膜。在有髓神经纤维，此系膜不断增长并不断环绕轴突，于是在轴突外面形成了由多层细胞膜环绕而成的髓鞘。在无髓神经纤维，一个施万细胞可与多条轴突相贴，并形成多条深沟包绕轴突，也形成扁平系膜，但系膜不环绕，故不形成髓鞘。
成髓鞘发生至出生后数年，不同脑神经通路所用的成髓鞘时间不同。但均取决于正常胶质细胞的分化与成熟，脂类的可利用度等。近年随组织病理技术进展，以及MRI的应用，对于成髓鞘的发育已可进行半定量评价。
成髓鞘过程也由遗传基因调节，并标志脑功能的成熟，是临床评价大脑成熟是否延迟的标志。
脑发育过程中从妊娠早期直至成年，特别是脑的髓鞘化在出生后进行的最快，主要与少突胶质细胞增殖及分化有关。由于发育中脑的神经病理资料不易获得，过去CT检查提供资料很有限，从而使发育中脑成髓鞘方面的研究进展较少。MRI的进展为监测脑髓鞘的发育提供了极大方便，对人类脱髓鞘疾病的诊断也十分重要。用髓鞘特殊染色法、电镜、MRI研究进一步证实：成髓鞘化出生前已在中枢神经系统内进行，大脑半球的成髓鞘化在出生后发生并持续几十年的过程，其特点如下：①近端通路成髓鞘化早于远端通路；②感觉神经通路早于运动神经通路；③投射通路早于联合通路；④大脑中央位点早于大脑极；⑤枕极早于颞、额极。成髓鞘化过程在出生后头8个月为进行最快的时期，因此也是关键而脆弱的时期。第三节 神经系统胚胎发育基本过程及相关因素
在胚胎早期，神经系统的发生、分化受外胚层中某些细胞基因的调控。神经管的形成、神经元的迁移、迁移后的分化以及成熟神经元的结构维持又依赖神经元周围环境中一些分子的介导，所以神经系统的发育反映了遗传与环境之间复杂的相互作用。神经系统发育的主要过程可归纳为：诱导、细胞运动、细胞增殖、细胞迁移、细胞分化、细胞黏着、细胞类聚、神经细胞突触连接的建立与神经元回路的形成，以及神经细胞凋亡等细胞行为来完成。一、诱导（induction）（一）胚胎发育中的组织诱导
所谓组织诱导是指胚胎发育过程中两个细胞群体，即两种胚胎组织，通过相互作用使一个细胞群体或者两个细胞群体都发生定向分化的过程。一般说来，在诱导过程中，一个细胞群体发出和传递一种细胞信息或生物刺激，另一个细胞群体则接受这种信息或刺激并发生相应的反应。前者称诱导组织，后者称反应组织。诱导组织的诱导作用和反应组织的反应能力只在胚胎发育的特定时间内存在，有人将这段时间称为权能期。诱导作用所引起的分化发育过程一旦开始，就会自动地进行下去。神经外胚层通过细胞增殖、增厚而形成神经板，进而向内凹陷形成神经沟；神经沟闭合形成神经管，然后神经管脱离覆盖其上的外胚层。与此同时，沿神经板的每侧边缘处出现神经嵴。神经管内液体压力升高，使前端膨胀成3个囊，渐成前、中、后脑。以后发育成中枢神经系统和周围神经系统的一部分；神经嵴则主要发育成为脑神经节、脊神经节和自主神经系统。新形成的神经原基对周围组织亦有诱导作用，如诱导形成眼泡、眼的晶状体、内耳以及保护脑和脊髓的骨性结构。
整合蛋白是膜受体大家族之一，由多个亚单位形成同型、异型二聚体，伴有不同的配体，从而形成复杂的受体系统，调节与细胞外基质的附着及细胞间黏附。细胞间粘连分子（ICAM）及胶原、层粘连蛋白、纤维蛋白等级制成分均可作为整合蛋白的配体。细胞黏附特性可因选择性表达不同的整合蛋白或由于已存在的整合蛋白改变了结合特性而有所不同。整合蛋白激活不仅导致细胞黏附特性在局部环境中快速改变，还可以诱导细胞内成分的变化。它作为一种信号受体，可以编码环境信息后，再与由其他细胞外配体（如生长因子或神经递质）所调控的细胞内传导程序相互作用。所以，这些受体可将相互连锁的黏附或移行信息，及其与其他发育信息调控的增殖与分化连锁的能力，赋予发育中的神经细胞。（二）组织诱导的类型
根据诱导组织和反应组织之间的关系，通常将组织诱导分为两种类型：指令性诱导和允诺性诱导。
1. 指令性诱导
指令性诱导是指诱导组织发出诱导信息，启动反应组织中的特定基因，使其开始转录和表达，合成特定蛋白并分化发育为诱导组织“指令”的组织结构。指令性诱导有三个特点：①只有诱导组织A存在时，反应组织B才会分化为特定结构；②如果诱导组织A不存在，反应组织B就不会分化为特定结构；③如果诱导组织A存在，与正常反应组织相当的其他部位的反应组织C也会沿着B组织的方向分化。
2. 允诺性诱导
允诺性诱导也是由诱导组织和反应组织组成，但在诱导信息发出以前，反应组织就已经完成了分化决定，不再具有多向分化的潜力，只能向一个特定的方向分化。但是，其分化决定只有在某种诱导信号的作用下才会继续分化而形成某种特定结构，如果没有这种诱导信号，反应组织虽然已经有了分化决定，但仍然不能分化。允诺性诱导有特异和非特异两种类型。非特异型允诺性诱导中的诱导刺激无特异性。特异型允诺性诱导的诱导信号或者刺激是特异的。在某些允诺性组织诱导中，最初是特异的，以后变成了非特异的。二、细胞运动与形态发生
细胞运动又称为细胞迁移。神经系统发育过程中，神经细胞往往从其“出生地”出发，经过长短不等的路程，迁移到预定的位置。这对于从一个薄壁的神经管演化成体积剧增，结构复杂的脑是十分必要的。细胞迁移是胚胎细胞特别是早期胚胎细胞的一种重要细胞行为，在三胚层发生和分化、原肠胚和神经胚的形成、各器官原基的形成中都有重要作用。近年来，随着各种细胞标记技术的应用、细胞培养技术的提高以及光镜点睛技术的改进，对细胞运动的机制及其在形态发生中的作用有了更深刻的认识。
细胞运动是指细胞相对位置的变化，包括单个细胞运动和细胞群体的运动，前者运动距离一般较远，后者运动距离一般较近。例如神经嵴细胞迁移多是单细胞运动或者松散的细胞群体运动，运动的距离较远，而在神经管的发生中则是上皮细胞的群体性迁移。神经细胞是怎样移行的呢？近年来的研究表明：神经显微末端膨大，称之为“生长锥”，其运动系利用一些微细的突起（称为微穗）与周围的结构接触并拉动生长锥前进。生长锥及其突起内含有微丝网，其中含有肌动蛋白，具有收缩性，使得生长锥和细胞的其余部分产生运动，沿着辐射状胶质细胞的突起迁移到预定的位置。生长锥内有线粒体、微管和核糖核蛋白体等，有很高的能量代谢率，因此可以把生长锥看做是生长中的神经纤维的“动力器官”。生长锥的运动可受到细胞-细胞相互作用的影响，也可受局部NGF及FGF的浓度梯度、神经递质如5-羟色胺、多巴胺等的影响。细胞或细胞外基质中的黏附分子可调节突起-突起及突起-胶质细胞间的相互作用，从而调控神经突起生长的启动、速度及分支等。生长锥结构的黏附性保证定向控制神经突起的生长，糖蛋白Laminin存在于细胞外基质及施万细胞表面，可促进突起生长。硫酸角质素等可排斥其生长。
神经元-胶质细胞相互作用对突起生长有重要作用，例如在有胶质细胞存在时，交感神经元才有多分支的突起，中枢神经系统（central nervous system，CNS）中只有同位区的星形胶质细胞才发生有分支的突起，而异位区者则不能，说明其微环境的作用。
细胞内程序也对神经突起生长有作用，如环磷酸腺苷（cAMP）及肌醇膦酸酯对钙离子流入细胞内的调控，钙离子内流程度可以调节突起伸展及生长锥的运动。
神经母细胞的移行性自室下带开始，大多数由胎儿型具有长突起的辐射胶质细胞引导。成批的分裂后的神经母细胞同时移行，通过皮层下白质（中间带）至皮层板表面；凡于后一批移行的神经母细胞移至前一批之表层定位。因此新皮层最深层为最早移行者，而其最表层为最迟移行者。新皮层所呈现反转性安排的6层形式，在海马3层的古皮层并不存在；小脑皮层的Bergmann胶质细胞，在浦肯野细胞层伸出辐射状突起至皮层表面，引导移行的外颗粒层细胞到达小脑叶内面的成熟位置。
多数神经母细胞移行于妊娠中期完成，少数可持续至妊娠34周，在后半妊娠期，多数分裂后的神经上皮细胞在室下带或室周原生基质者为胶质前体母细胞，这些细胞也朝大脑皮层表面移行。当全部移行完成后，辐射状胶质细胞常突起退缩，转变成星形胶质细胞。
神经母细胞移行的调控机制尚不清楚，胎儿室管膜及细胞外基质可能对调节辐射状胶质细胞引导作用有影响。三、细胞黏着、类聚与形态发生
细胞黏着是指细胞之间的相互识别并发生不同程度的亲和及黏附。这一生物学过程对胚胎发育过程中的形态发生有着重要意义。另外，细胞与细胞外基质之间也存在着识别和黏着关系，称为细胞-基质黏着，简称基质黏着。实验发现，当神经嵴细胞刚从神经外胚层分离出来时，细胞之间的黏着较强，因而细胞聚集成索。稍后，细胞之间的黏着减弱，细胞与基质的黏着增强，于是细胞向外迁移。细胞迁移的方向主要决定于细胞-基质的黏着梯度。当细胞迁移至预定地点时，细胞黏着又增强，基质黏着减弱，于是细胞停止迁移并开始分化。
相关实验结果显示：细胞之间有相互识别和选择黏着的能力。同类细胞间互相识别并相互黏着，形成细胞群体，不同细胞群体之间按照一定的规律排布，这种细胞行为称为细胞类聚。细胞类聚是细胞识别和细胞黏附的结果，是组织分化的开始。
胚胎发育的第3周，外胚层在脊索中，由胚层的诱导分化为神经外胚层。此时最明显的变化之一，是细胞粘连分子分布的变化。在鸡胚上观察到，早期外胚层同时含有神经细胞粘连分子（N-CAM）和肝细胞粘连分子（L-CAM）。神经外胚层形成时，其细胞只表达N-CAM，不再表达L-CAM。有学者认为细胞粘连分子浓度的分布、细胞粘连分子的特定组合，以及细胞外基质中的有关物质组成“形态发生密码”，引导胚胎细胞紧密结合而形成组织。
细胞粘连分子（CAM）是一种大分子糖蛋白家族，在神经发育中具有对形态发生的调控作用。
已经证实N-CAM在神经元及角质细胞全部胚胎发育过程及CNS2+发育早期即可测得，是Ig超家族的一种。调节不依赖Ca的亲统中抗原结合及神经细胞的聚集，对胶质细胞引导轴突生长、神经突起成簇、轴索与靶细胞相互作用、细胞定位稳定性等发育过程均有作用。钙粘2+连分子（A-CAM）是非Ig糖蛋白家族成员，对Ca依赖的细胞间相互作用十分重要。四、神经细胞的分化“分化”与其他阶段大部分是重叠的，在有些情况下，神经细胞移行之前分化即已开始。
神经细胞形态分化的同时，其生理学性质也在进行分化。发育早期，有些神经元最初出现钙离子的峰电位，此峰电位可以在细胞体产生，如前所述，也可以发生在生长锥，随后变成钠离子与钙离子的复合电位，最后成为钠离子峰电位。钙离子峰电位在发育早期对生长锥运动的控制是十分重要的。此外，钙离子对于正在发育中的神经元的神经分泌活动、对于神经介质受体蛋白植入细胞膜以及轴突传递过程均有重要影响。
关于神经介质的分化，在自主神经系统的发育过程中显示得比较清楚。例如，将正常发育成交感神经节细胞的神经嵴的“躯干”部分向前移植到发育成迷走神经的部位时，“躯干”部分的细胞则失去肾上腺能的特性。又如将交感神经节细胞单独进行培养，培养液中无任何其他类型的细胞，交感神经节细胞则发育成为具有肾上腺能特性的细胞。若将交感神经节细胞与心肌细胞放在一起培养，则发育成为具有胆碱能特性的细胞。这些实验结果表明：神经嵴细胞具有双重功能，能同时合成并分泌两种类型的神经递质，至于最后成为什么样的细胞，则决定于周围环境中的化学因子。
缝隙连接对神经细胞的生长分化具有重要作用。构成缝隙连接的两相邻胞膜具有相同连接小体，位置相当，管孔对应。连接小体由6个连接蛋白组成，它们围绕中央的亲水小管排列成环形。细胞内的离子和小分子可借此通往相邻的细胞，这是缝隙连接具有各种生理功能的结构基础。缝隙连接有离子偶联和代谢偶联两种通信方式，因为离子带有电荷，离子流动伴有电位变化，所以离子偶联又叫电偶联。早在小鼠胚胎8个细胞阶段已发现有缝隙连接存在，很可能在血液循环系统发育之前，胚胎营养物质的分配就依赖细胞间的代谢偶联。胚胎细胞的分化常伴有缝隙连接介导的细胞通信变化。曾有学者提出胚胎时期的细胞偶联可将细胞信息传递较长的一段距离，并在沿途建立起位置信息体系，引导胚胎细胞的发育和分化。例如小分子物质通过缝隙连接从高浓度区域流向低浓度区域，沿途形成平缓的浓度梯度，因而局部浓度可为细胞提供信息，引导它们按照自己在胚胎中的位置去发育和分化。抗连接蛋白抗体实验为缝隙连接介导的细胞通信对胚胎发育的重要性提供了更有说服力的证据。将抗体注入两栖类胚胎8个细胞阶段的一个细胞，不仅阻断了细胞间的偶联，由该细胞衍生出来的细胞之间的缝隙连接受到影响，还扰乱了胚胎的正常发育，由它形成的器官出现畸形。五、细胞增殖（proliferation）
人类胚胎发育的第2至第5个月是神经元增殖的主要时期，此后至出生1年后小脑外颗粒层细胞仍在继续增殖。早期神经管壁的神经上皮细胞具有高度的有丝分裂能力，所以又称原生基质的生发细胞，其有丝分裂周期随着胎龄的增长而延长。这些细胞在分裂的不同时期伴有细胞核的上下移动，细胞形状的不断改变，因而形成了典型的假覆层柱状上皮。神经上皮最初只含有未分化干细胞，以后全部干细胞进入神经元及角质细胞干细胞谱系。后来，一个生发细胞分裂成多个未成熟的神经细胞，或者分裂成为一个生发细胞和一个未成熟的神经细胞，后者失去有丝分裂的能力，但在其细胞核内携带有全部遗传信息，使其能发育成长。细胞脱离有丝分裂周期走向“分化”的诱导因素被认为是神经营养因子的作用。六、“组织”过程“组织”过程是指神经细胞突触连接的建立与神经元回路的形成过程。
脑正常发育的“组织”过程十分复杂，从妊娠5个月，直到出生后多年还在继续进行，包括多个程序：板下神经元建立及分化、板层结构、神经突生长、突触形成、细胞死亡及选择性减少突起和突触、胶质细胞增殖分化。
板下神经元在大脑皮质的发育中十分重要，该层细胞在妊娠22～34周时最明显，出生后约90%经历凋亡。该层是皮层板末形成之前突触连接处“等待”丘脑-皮层，皮层-皮层传入信号并与皮层“靶”连锁。引导上行传入轴索进入皮层，及皮层向皮层下的投射。该层神经元很快显示形态分化，表达不同的神经介质、肽类及NGF受体。
板下结构形成及神经突起生长涉及神经细胞分化，除依赖传入信号外，还与神经营养因子的作用有关。板下神经元在妊娠15～16周胚胎期，海马有最早突触，出生后皮层板突触发生最活跃，以后突触约有40%减少。在这一发育阶段中，因各种因素导致的异常，可造成多种发育性疾病。七、细胞凋亡与形态发生
在胚胎发育过程中，有些细胞增殖，也有些细胞死亡。这些细胞的死亡不是随机发生的，而是在特定部位和胚胎发育的特定时间，并且有着严格的时空程序。因此，细胞的这类死亡被称为程序性细胞死亡。这类细胞死亡是胚胎各器官形态发生过程的重要细胞行为，并非病理过程。因而这类细胞死亡又称为生理性细胞死亡。为了强调这类细胞死亡的生理属性及其在形态发生中的重要作用，人们称之为细胞凋亡（apoptosis）。细胞凋亡，是一种由基因控制的主动的细胞死亡形式。在神经系统的形成和发育过程中，凋亡作为一种普遍的生理现象起着相当大的作用。当神经系统发育成熟后，全部神经细胞通过凋亡可减少近一半。近年来越来越多的研究表明，凋亡可能与某些神经变性疾病的发病机制也有关系。
在神经系统的发生中，最初分化出来的神经细胞大部分凋亡，只在那些与外周组织建立了联系或在神经网络中占有一席之地的神经细胞才存活下来，使神经系统的结构与功能相适应。例如，胚胎早期脊髓运动细胞轴突起始处出现突触，后来便消失了。小脑浦肯野细胞体，在胚胎早期发出许多小突起与攀缘纤维构成的突触，后来也完全消失了。这些早期的突触可能有助于后来突触的正常建立；或者为了发育特定阶段的需要，提供必要的兴奋性控制。胚胎早期生长过多过快的神经细胞树突，在发育过程中也会因不断地发生自然选择性修剪而减少。
细胞凋亡时的形态学变化已经比较清楚：先是细胞核内染色质边聚、浓缩，细胞质浅染；最后细胞核固缩、形态不规则，细胞膜皱缩、凹陷，胞体形成若干不规则突起；最后细胞核碎解，大小不等的核碎片分散于胞质中，随之细胞体也碎解。含有核碎片和不同细胞器的胞质小体称为凋亡小体。尽管核碎解和胞体碎解，但核膜和细胞膜不破裂，因而凋亡小体外面有完整的质膜包绕，核碎片周围有核膜包绕。由于细胞器特别是溶酶体和细胞中的酶没有外溢，因而不引起局部炎症反应。凋亡的细胞和凋亡小体被巨噬细胞和周围未凋亡的细胞吞噬，故在组织中不留任何痕迹。凋亡细胞DNA被核酸酶分解成寡核苷酸片段，在琼脂糖电泳中呈现阶梯状条带图谱。
细胞凋亡受着基因的调控，调控细胞凋亡的基因称为凋亡相关基因。其中，有的基因可促进细胞凋亡，称为凋亡基因；有的基因可以抑制细胞凋亡，称为凋亡抑制基因；两种基因的平衡是维持细胞正常生存的基础。目前对凋亡相关基因的研究很多，也取得了若干可喜的成果，但凋亡的调控机制及影响因素的作用机制还知之甚少。八、发育中脑的易损性
未成熟脑在胎儿及生后发育过程中，其结构组织方面经历了显著的改变。在此过程中，有些结构在出生后发育中进行性增加，例如脑神经通路的成髓鞘，因此成熟脑含有未成熟脑所缺乏的脑白质。另一方面，发育中脑也含有一些结构及细胞成分是成熟脑所缺少的，例如原生基质。原生基质是早中期妊娠时，神经元及胶质细胞的发源地，该结构在足月妊娠末期前应已消失，但在早产婴儿则该处是颅内出血的好发部位。
胎儿脑产生的神经元比成年脑所需要的多，但是最终脑内神经元量却是神经细胞产生及神经细胞死亡数的总和，这个结果部分是通过程序性死亡即凋亡的过程实现的。
出生后脑内产生过多的神经元之间的联系网络，随年龄增长至儿童期间，这些过剩的联结被逐渐修剪减少。人类发育中脑内，大脑皮层的一些区域中在出生后早期较成年期所具有的突触要多出2倍。新生儿期脑内在未成熟大脑皮层与白质之间仍含有一过性存在的板下带（subplate zone），其中仍存有胎儿期神经元及未成熟突触，直至出生后6个月左右才消失。
所以未成熟脑与成年脑的区别不仅因为它缺少一些成年脑所具有的结构如髓鞘等，也由于它还具备一些暂时性的结构，直至出生后才逐渐退化。这些神经生物学方面的特点，与临床神经心理学的特点是一致的，如小婴儿与儿童在某些方面的运动行为也确实随年龄增长而逐步减弱或消失。
与人体其他器官比较，发育中脑的组织结构是显示出与成熟的神经系统间有最明显差别的器官。（一）发育中的变化导致特殊类型的脑易损性
认识由于发育中的变化导致脑的特殊易损性（vulnerability），是神经生物学及比较解剖学所关注的研究内容，对于了解发育中脑损伤的特点也是十分重要的。
人类未成熟脑在宫内及出生后阶段中经历了显著的组织结构上的变化。这些变化形成了潜在的、短暂的对损伤选择性易损性“门户”。例如短暂存在的“原生基质”，在妊娠最后3个月胎儿及早产儿是颅内出血的高发部位。未成熟少突胶质细胞，存在于胎儿脑白质，对损伤敏感而容易产生脑室周白质营养不良。同样的改变也可以发生在突触，这些突触构成婴儿脑神经回路。人类大脑皮层中，出生后2岁前突触产生数目多于成年，在以后10年内逐渐减少，在同上阶段中，重要的兴奋性氨基酸、谷氨酸受体改变自身特点而参与活性依赖的突触可塑性形成。如未成熟NMDA受体/通道复合体，在长时程增强、神经元移行及突触修剪中起重要作用；但其所含有的亚单位，在未成熟阶段通道之开放较成年通道容易，这种情况可存在很长时间。
以上这些发育中的变化，使未成熟脑选择性对NMDA受体过度刺激易受损伤，这种情况可发生在缺血缺氧及其他损伤过程中。（二）未成熟的突触结构使脑对“兴奋毒”具有易损性
近年来的研究证实，在发育中脑内突触增加的同时，突触末端的一些神经介质及神经介质受体也显著改变其组织结构。这些改变可能会导致对发生在该阶段的各种损伤的易感性之变化。脑内与神经元损伤脆弱性最有紧密联系的神经介质是兴奋性氨基酸，主要有谷氨酸、门冬氨酸及甘氨酸。过度兴奋称为“兴奋毒”，可以刺激离子流通过突触膜上的离子通道，这种结果可以是相当剧烈的并可损伤神经元。当正常调控细胞内离子浓度的机制因不同原因而失活，而谷氨酸又导2++致过多量的Ca及Na通过神经细胞膜时，“兴奋毒”即可发生。研究认为“兴奋毒”可能通过一种坏死及“凋亡”的混合性机制，激活机体内在细胞死亡程序而导致细胞死亡。氧自由基的产生对于上述两种类型的细胞死亡均可能起作用。
正常时当神经元兴奋时，谷氨酸重摄取泵可使细胞外谷氨酸浓度下降。缺血缺氧、低血糖及外伤等均可触发高浓度谷氨酸积聚在脑内的细胞外液中，其来源是由于突触前释放及谷氨酸重摄取泵的功能下降。（三）“兴奋毒”形成脑损伤的机理
当细胞外谷氨酸水平很高时，NMDA型通道开放，神经细胞膜去2+2+极化并允许Mg离开通道。NMDA型谷氨酸受体促进大量Ca进入细2+胞内，因其失活缓慢从而使细胞内Ca产生持续增高。细胞内钙离子增高所导致的最重要的一种神经毒作用，是激活一氧化氮合酶2+NOS，通过一种Ca/calmodulin依赖机制而产生自由基NO。NO可以促进神经介质释放，并形成过氧亚硝酸盐分子，该分子可侵袭神经细胞膜。
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