Neuronális fejlődés
A prenatális élet második hetében a gyorsan növekvő blasztociszta (a sejtköteg, amelyre a megtermékenyített petesejt osztódik) az úgynevezett embrionális koronggá lapul. Az embrionális korong hamarosan három réteget kap: az ektoderma (külső réteg), a mezoderma (középső réteg) és az endoderma (belső réteg). A mezodermán belül nő a notochord, egy tengelyes rúd, amely ideiglenes gerincként szolgál. Mind a mezodermából, mind a notokordból olyan kémiai anyag szabadul fel, amely a szomszédos differenciálatlan ektodermasejteket arra utasítja és indukálja, hogy a test hátsó középvonala mentén megvastagodjanak, és kialakítsák az ideglemezt. A neurális lemez neurális prekurzor sejtekből, úgynevezett neuroepiteliális sejtekből áll, amelyekből a neurális cső fejlődik ki (lásd alább Morfológiai fejlődés). A neuroepiteliális sejtek ezután osztódni kezdenek, diverzifikálódnak, és éretlen neuronokat és neurogliákat hoznak létre, amelyek viszont a neurális csőből vándorolnak a végleges helyükre. Minden neuron dendriteket és axont képez; az axonok megnyúlnak és elágazásokat képeznek, amelyek végpontjai szinaptikus kapcsolatokat alakítanak ki kiválasztott célneuronokkal vagy izomrostokkal.
Encyclopædia Britannica, Inc.
A korai fejlődés figyelemre méltó eseményei közé tartozik az idegsejtek milliárdjainak szabályos vándorlása, axonjaik növekedése (amelyek közül sokan széles körben elterjednek az egész agyban), valamint az egyes axonok és célneuronjaik közötti több ezer szinapszis kialakulása. A neuronok vándorlása és növekedése legalábbis részben kémiai és fizikai hatásoktól függ. Az axonok növekvő csúcsai (az úgynevezett növekedési kúpok) nyilvánvalóan felismerik a különböző molekuláris jeleket, és reagálnak rájuk, amelyek az axonokat és idegágakat a megfelelő célpontokhoz irányítják, és megszüntetik azokat, amelyek nem megfelelő célpontokkal próbálnak szinapszist létrehozni. A szinaptikus kapcsolat létrejötte után a célsejt olyan trofikus faktort (pl. idegnövekedési faktort) bocsát ki, amely elengedhetetlen a vele szinapszisban lévő neuron túléléséhez. A kontaktusirányításban, vagyis az éretlen neuronok vándorlásában a gliaszálakból álló állványzat mentén fizikai irányítási jelek vesznek részt.
A fejlődő idegrendszer egyes régióiban a szinaptikus kapcsolatok kezdetben nem pontosak vagy stabilak, és később rendezett átrendeződés követi őket, beleértve számos sejt és szinapszis megszűnését. Egyes szinaptikus kapcsolatok instabilitása egy úgynevezett kritikus időszak eléréséig fennáll, amelyet megelőzően a környezeti hatások jelentős szerepet játszanak a neuronok megfelelő differenciálódásában és számos szinaptikus kapcsolat finomhangolásában. A kritikus időszakot követően a szinaptikus kapcsolatok stabilakká válnak, és a környezeti hatások valószínűleg nem változtatják meg őket. Ez arra utal, hogy bizonyos készségek és érzékszervi tevékenységek a fejlődés során (beleértve a születés utáni életet is) befolyásolhatók, és egyes intellektuális készségek esetében ez az alkalmazkodóképesség feltehetően a felnőttkorban és a késői életkorban is fennmarad.