在胎儿整个生长发育过程中,脑是最先发育的部分。
从受精卵到新生儿需经过母体40周的孕育,新生命通过胎盘从母体获得生长发育所需要的氧气及各种营养物质。受精卵在最初的两周里不依赖母体的营养,从两周末则开始从母体获得营养而迅速生长发育,直至第10周末,胎儿身体各部分基本分化完成,已初具人形,其分化程度约占整个身体分化的90%,但这种人形与成人,甚至与新生儿的外形都有极大区别,如头部明显大于身体的其他部位,几乎占整个身体的一半;两眼间距很宽,上下肢皆短小,手、脚趾尚未分开。头部体积比例突出,可以反映出在生命伊始脑的领先发育。据资料显示,在怀孕的第2~5个月期间,脑神经细胞的增殖分裂已基本完成。可见,由脑、神经及各种感官组织(眼、耳、鼻等)组成的头部,在胚胎早期即约占整个身体的一半。作为主司协调和统一全身各系统功能的大脑及神经系统,一开始细胞的分化繁殖就比身体的其他部位快得多,在妊娠的后30周内,发育最快的仍是大脑及神经系统,胎儿六七个月时,脑的基本结构已经具备,两大脑半球皮层的六层结构已形成,神经细胞的数目也与成人基本相同,约有140亿个。
受精卵发育到第三个星期,真外胚层开始形成神经管。四个星期的胚胎,便分化出三个原始的脑泡,即菱脑、中脑和前脑。五个星期的时候,菱脑与前脑又各自分化为两个脑泡,此后,这五个脑泡逐渐发育成延脑、后脑、中脑、间脑及端脑五大部分。后脑再进一步分化为脑桥和小脑;间脑分化为丘脑和下丘脑;端脑则分化很小一部分,到胚胎发育的后期,才迅速生长,扩展了覆盖面,直至覆盖了脑的其他部分,并形成了极复杂的沟与回所构成的皱折。如果将人脑皮层的皱折全部展平,面积竟可达2.5平方英尺。