O tubo neural é uma estrutura do embrião de vertebrados que se desenvolve no cérebro e na medula espinhal. Forma-se a partir do recinto guiado geneticamente de uma placa de tecidos dentro do embrião. Estes subdividem-se em seções em diferentes locais do tubo que correspondem à localização das regiões do cérebro em que se tornarão. O sistema nervoso periférico se desenvolve fora do tubo neural através da migração de células da crista neural. O fechamento incompleto do tubo no cérebro ou na coluna vertebral resulta em graves defeitos congênitos.
A formação do tubo neural leva diferentes períodos de tempo, dependendo do organismo. Nos seres humanos, começa três a quatro semanas após a concepção. No início do desenvolvimento, o sulco neural surge de uma placa de tecido e se aprofunda à medida que se dobra sobre um eixo central. Os genes que orientam esse processo, chamados genes hox, são um subconjunto do sistema que organiza o embrião em divisões estruturais. Juntamente com a família de proteínas Cdx que modera sua ação, os genes hox são críticos para direcionar as células neurais para seus locais apropriados no embrião.
O desenvolvimento do tubo neural é chamado de neurulação. A neurulação primária ocorre assim que a placa neural se forma, fazendo com que as bordas da placa se dobrem e fechem o centro da placa. Os centros de controle motor / neuromuscular derivam de tecidos na porção ventral do tubo, uma região associada à placa basal. Funções somatossensoriais, incluindo percepção e outras formas de sensação, são inversamente afiliadas à placa alar na seção dorsal do tubo. A neurulação secundária ocorre quando as células ao longo da placa neural formam um espaço oco dentro dela, completando o tubo.
O abaulamento induzido por fluido divide o tubo neural em quatro seções, as três primeiras se transformando no cérebro enquanto a última forma a medula espinhal. Os genes Hox orientam a divisão das diferentes regiões do sistema nervoso, à medida que o cérebro posterior, o mesencéfalo e o prosencéfalo se desenvolvem, respectivamente, a partir do rhomebencephalon, mesencephalon e prosencephalon do tubo. Novos neurônios se formam ao longo desse processo, à medida que um tecido chamado crista neural se separa do tubo e migra pelo embrião. As células da crista neural acabam se tornando os nervos do sistema nervoso periférico.
A espinha bífida é um defeito comum do tubo neural que ocorre no início da gravidez durante o breve período em que o tubo está aberto e resulta no fechamento incompleto da coluna vertebral fetal. As vértebras que circundam a medula espinhal não a envolvem completamente, de modo que a medula e, às vezes, uma membrana cheia de líquido, se projetam para fora da coluna. Quando a parte superior do tubo neural não fecha, uma condição chamada anencefalia resulta em um cérebro parcialmente exposto e deformado. Os suplementos de ácido fólico antes da concepção reduzem o risco de defeitos como espinha bífida.