Le tube neural est une structure de l’embryon des vertébrés qui se développe dans le cerveau et la moelle épinière. Il se forme à partir de l’enceinte génétiquement guidée d’une plaque de tissus à l’intérieur de l’embryon. Ceux-ci se subdivisent en sections à différents endroits dans le tube qui correspondent à l’emplacement des régions cérébrales qu’ils deviendront. Le système nerveux périphérique se développe à l’extérieur du tube neural par la migration des cellules de la crête neurale. La fermeture incomplète du tube dans le cerveau ou la colonne vertébrale entraîne de graves malformations congénitales.
La formation du tube neural prend des durées différentes selon l’organisme. Chez l’homme, il commence trois à quatre semaines après la conception. Au début du développement, le sillon neural naît d’une plaque de tissu et s’approfondit en se repliant sur un axe central. Les gènes qui guident ce processus, appelés gènes hox, sont un sous-ensemble du système organisant l’embryon en divisions structurelles. Avec la famille de protéines Cdx modérant leur action, les gènes hox sont essentiels pour diriger les cellules neurales vers leurs emplacements appropriés dans l’embryon.
Le développement du tube neural est appelé neurulation. La neurulation primaire se produit dès que la plaque neurale se forme, provoquant le repli des bords de la plaque et enfermant le centre de la plaque. Les centres de contrôle moteur/neuromusculaire dérivent des tissus de la partie ventrale du tube, une région associée à la plaque basale. Les fonctions somatosensorielles, y compris la perception et d’autres formes de sensation, sont à l’inverse affiliées à la plaque alaire dans la section dorsale du tube. La neurulation secondaire se produit lorsque les cellules le long de la plaque neurale forment un espace creux à l’intérieur de celle-ci, complétant le tube.
Le renflement induit par le fluide divise le tube neural en quatre sections, dont les trois premières deviennent le cerveau tandis que la dernière forme la moelle épinière. Les gènes Hox guident la division des différentes régions du système nerveux, à mesure que le cerveau postérieur, le mésencéphale et le cerveau antérieur se développent respectivement à partir du rhomébencéphale, du mésencéphale et du prosencéphale du tube. De nouveaux neurones se forment tout au long de ce processus, car un tissu appelé crête neurale se sépare du tube et migre dans l’embryon. Les cellules de la crête neurale finissent par devenir les nerfs du système nerveux périphérique.
Le spina bifida est une anomalie courante du tube neural survenant au début de la grossesse pendant la brève période d’ouverture du tube et entraînant une fermeture incomplète de la colonne vertébrale fœtale. Les vertèbres qui entourent la moelle épinière ne parviennent pas à l’entourer complètement, de sorte que la moelle, et parfois une membrane remplie de liquide, dépassent de la colonne. Lorsque la partie supérieure du tube neural ne se ferme pas, une affection appelée anencéphalie entraîne un cerveau partiellement exposé et déformé. Les suppléments d’acide folique avant la conception réduisent le risque de malformations comme le spina bifida.