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La morfogénesis del SN comienza en un periodo muy temprano de la vida como parte del proceso morfogenético general cuando, como consecuencia de la gastrulación, el disco embrionario pasa a estar formado por tres capas -endodermo, mesodermo y ectodermo- a partir de las cuales se inicia el desarrollo de todos los órganos corporales. El SN se forma a partir del ectodermo mediante el proceso de neurulación del embrión, que conlleva la inducción neural y la formación de las estructuras neurales iniciales -tubo neural y cresta neural-, de las que se desarrollarán todas las que configuran el SN.

La inducción neural consiste en que una parte del ectodermo queda determinada como neuroectodermo y se forma una placa neural en la superficie dorsal del disco embrionario. Se considera que la inducción neural se produce por señales inductoras que llegan al ectodermo desde el mesodermo que contiene la notocorda. Sobre la placa neural actúan otras señales que producen su regionalización. En el segundo paso de la neurulación, la placa neural se pliega sobre sí misma y se forma un surco flanqueado por dos pliegues neurales, que se fusionan en poco tiempo formando un tubo neural hueco desde el centro a los extremos (neuroporos).

Durante el proceso de fusión, las zonas externas de los pliegues se separan del tubo neural, y del ectodermo, y se unen formando la cresta neural. 

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