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胎儿在母体内发育约 280 天，在胚胎形成的第四周，脑的神经系统即开始形成，最初它是一个板块的东西，板的边缘在发展过程中即卷起成为管状，管的末端呈现三个球状泡，后来其中的两个又各分为两部分。所形成的这五个泡就是脑的封严的各个基本部分的萌芽，第一个泡是大脑半球的起源，第二个泡产生视觉和皮下神经部分，第三个泡是中脑的胚胎，第四个泡形成桥脑的小脑，第五个泡形成延脑发展成为调节以及呼吸活动的器官。
到胚胎形成后的第八周，皮层即开始形成，皮层最初是一种皮层板的形状，皮层板的发展是在第八周至第十二周期间完成的，而且分为几个阶段完成的。在阶段发展的过程中，皮层板就跟中间层分离开来，中间层里涌有大量的神经元细胞，这些神经元到后来逐渐移居到皮层中，到第十二周，皮层板的形成就结束了，并且开始它的第一个分化阶段，即分为两层，内层（松软、宽厚），和表层（比较坚固和狭窄）。皮层的成熟其本身不是匀称地进行的，最早发展的是它的中部，然后才是周边全面的急剧成熟。
人脑在发展中一个特殊的突出特点就是额部和前额部的皮层板较早的特殊化和急剧形成。由大脑的生理机能我们得知，这一部分的发展对今后儿童和成人的智力起着重要的作用。
四个月后，胚胎中脑神经组织的发展起了急剧的变化。首先是皮层板外层的急剧发展，内层的生长缓慢得多，因此，在表层上就形成了皱纹和裂沟。它们的发展很快，到出生时儿童的脑基本上已经完全具备了成人的脑所具有的沟和回，但是沟和回形状大小的变化以及新的小回的形成，到出生以后还延续着。
皮层在发展阶段，一方面是皮层的迅速的生长，另一方面组成皮层的组织本身也在发生着很大的变化。在第四个月内，皮层皮上只能分出宽度和高度各不相同，在结构上还是尚未定型的两层。从第五个月起，在皮层板上皮层的组织本身即开始形成。这一过程分两方面进行的：第一方面，不同的细胞层在形成着；第二方面，细胞部分本身的分化也在进行着。
从四个月到六个月这个时期，整个皮层即具有和成人的脑一样的沟和回的六层结构，但在这时六层结构中的细胞成熟速度，肥大程度和形状，在脑的不同区域中是不同时产生的。占整个皮层 1/3 的脑额区的发展过程中 ，脑细胞本身的构造、大小和变化显得特别复杂和特别强烈，皮层的运动区和感觉区的发展速度同它相比则落后得多。
从胎内生活的第七个月起，作为传导道路的神经纤维也在发展。这时，脑细胞的神经纤维就开始从白质里深入到皮层的第一层里，但是它的数目是很少的。在出生以后，神经纤维的发展，在皮层的上面几层里才开始发展。
人脑细胞的有丝分裂，在怀孕后期进行得最活跃，增强最快。在胚胎时期，设法使胎儿脑细胞的数目多繁殖一些，从而提高儿童的智力水平。这与母亲在怀孕期间的健康和营养情况有着密切的关系。
在全部妊娠期间，胎儿的营养都是经过胎盘而来的。在妊娠的第一个月里，胎盘血循环就已形成，到第三个月，胎盘长成，和胎盘形成的同时，联合胎儿和胎盘的脐带也形成了。
在脐带里有两条脐动脉和一条脐静脉，这些血管被一层结缔组织包裹着，这个组织上面还有一层水膜，直接通过胎儿皮肤的脐部。借着脐带的血管，母亲的血循环和胎儿的血循环系统沟通。母亲身体里的很多养料和氧通过血液循环到胎盘，胎儿通过胎盘而从母亲血液里得到养料和氧；而这些养料和氧主要是供给胎儿的头部发育，这就是胎儿出生后头比其它部位大而发达的原因。据近年研究报道，今后随着科学的发展，如让母亲在近几个星期内每天都在低压试验室中度过三十分钟，这可明显提高血向胚胎的流动，创造最佳发展其脑的条件，之后生下来的孩子具有很高的智力。因此，妊娠初期的母亲，如蛋白质缺乏，通过血液输送给胎儿的营养不足，会引起流产，到了妊娠后期，蛋白质的供应量与胎儿脑的发展更为密切。因此，母亲在孕期的健康和饮食会影响胎儿的发育，必须引起十分重视。
在妊娠初期，胚胎尚小，营养物质在量的需要上还不是很大。但是， 母亲在这时要尽量进食，以增加营养，少吃油腻、荤腥和不易消化的食物，多吃稀粥、藕粉、豆浆、牛奶、水果、蛋等。在妊娠后半期，基础代谢约增加百分之二十，胎儿生长快，各种营养物质的需要量增加，特别是蛋白质和纤维素类，对胎儿的生长发育更为需要。因此这时，母亲需要增加一些蛋白质丰富的营养食物，如鱼、肉、猪肝、猪腰、蛋类，豆类等，还要多吃一些新鲜蔬菜和水果。
母亲怀孕期间的身体健康对胎儿也有着直接重要的影响。许多母亲不知胎教的重要，尚未见到孩子时，她们以为对孩子的健康和幸福没有什么责任。生理学家认为，母亲的身体状况对胎儿的健康有着密切的关系。所以，做母亲的，为了生孩子，生好一个孩子，应加强对食物的研究，注意怀孕期自己的身体健康。生活中，没有母亲给小孩喝酒和抽烟，但是却有许多母亲给胎儿吃这些有害的东西，也就是说，有许多母亲在妊娠期间抽烟和喝酒给胎儿的大脑发育都会带来不良后果。