Развитие центральной нервной системы, и особенно головного мозга, у зародыша — длительный во времени и интенсивно протекающий процесс.
На 4-й неделе жизни зародыша начинается образование его нервной системы. Она имеет сначала вид пластинки, края которой в процессе развития загибаются и образуют трубку (медуллярная трубка). На конце трубки появляются три шаровых пузыря. В дальнейшем два из них делятся пополам. Образовавшиеся пять пузырей представляют собой зачатки будущих основных отделов головного мозга: продолговатого мозга, Варолиева моста и мозжечка; среднего мозга, играющего у человека значительно меньшую роль, чем у животных; зрительных бугров и части подкорковых узлов. Из первого пузыря развиваются большие полушария.
На 8-й неделе жизни зародыша начинается образование коры головного мозга, которая сначала имеет вид пластины. Ее развитие, совершающееся на протяжении 8—12 недель, проходит ряд этапов, в результате которых кортикальная пластина обособляется от межуточного слоя. Последний содержит большое количество клеток, которые в дальнейшем постепенно мигрируют (перемещаются) в кору.
К 13-й неделе образование корковой пластины заканчивается и начинается период первой ее дифференцировки. Образуются два слоя: внутренний — рыхлый, широкий, и поверхностный, более плотный и тонкий. Корковая пластина созревает неравномерно. Прежде всего развивается ее центральная часть, а вслед за ней созревание распространяется радиально во все стороны к периферии.
Отличительной и характерной особенностью развития человеческого мозга является раннее обособление и особенно интенсивное формирование лобной и предлобной его частей, которые играют самую существенную роль во всей психической деятельности человека. В своеобразной последовательности и неодинаковом темпе созревания различных участков корковой пластины ярко проявляются специфические особенности именно человеческого мозга.
После четырех месяцев в развитии мозговой ткани зародыша наступают заметные изменения: начинает усиленно расти наружный слой корковой пластины; рост внутреннего слоя происходит значительно медленнее, в силу чего в верхнем слое начинают образовываться складки и борозды. Они развиваются настолько быстро, что к моменту рождения мозг ребенка в основном имеет все борозды и извилины, характерные для мозга взрослого человека. Однако изменение формы и величины извилин и борозд, так же как и образование новых мелких извилин, продолжается и после рождения.
Изменения, происходящие в коре головного мозга зародыша, не сводятся лишь к быстрому ее росту. С пятого месяца начинается образование разных слоев клеток, происходит дифференциация и самих клеточных элементов. Быстрота протекания этих процессов также оказывается неравномерной в различных местах коры.
В процессе дальнейшего развития (от четырех до шести месяцев) вся кора приобретает шестислойное строение, характерное для мозга взрослого человека. Однако и в этот период быстрота созревания, толщина и оформленность клеток во всех шести слоях в различных участках мозга неодинаковы.
Развитие сказывается в изменении строения и величины самих клеток, в их расположении. Особенно сложен и интенсивен процесс развития клеток в лобных частях мозга, составляющих 1/3 часть всей коры. Темп развития двигательной и чувствительной областей коры сравнительно меньший.
Вместе с тем к моменту рождения именно эти зоны, и в особенности сенсорная, оказываются наиболее подготовленными к нормальному функционированию. Позже всего достигают зрелости лобные доли, осуществляющие руководство высшими формами умственной (приспособительной) деятельности человека.
Вместе с оформлением мозговых кйеток совершается и развитие нервных волокон, т. е. проводящих путей. Наиболее рано и интенсивно они формируются в спинном мозгу и мозжечке. В головном мозгу нервные волокна начинают расти позже, и к моменту рождения ребенка незначительное их количество проникает в серое вещество — кору. Однако ни в сером, ни в белом веществе центральных извилин мозговой коры волокна еще не имеют миелиновой оболочки. Миелиновая (мякотная) оболочка нервного волокна обеспечивает проводимость нервного возбуждения.
Несмотря на то что во всем процессе развития нервной системы зародыша наиболее интенсивным оказывается процесс формирования головного мозга, к моменту рождения ребенка именно этот орган наименее подготовлен к выполнению своей основной функции — функции точного и тонкого уравновешивания организма со средой.