Neuronal development
In de tweede week van het prenatale leven wordt de snel groeiende blastocyst (de bundel cellen waarin een bevruchte eicel zich verdeelt) plat in wat de embryonale schijf wordt genoemd. De embryonale schijf krijgt al snel drie lagen: het ectoderm (buitenste laag), het mesoderm (middelste laag) en het endoderm (binnenste laag). Binnen het mesoderm groeit de notochorda, een axiale staaf die dient als een tijdelijke ruggengraat. Zowel het mesoderm als de notochorda geven een chemische stof af die de aangrenzende ongedifferentieerde ectodermcellen instrueert en ertoe aanzet zich te verdikken langs wat de dorsale middellijn van het lichaam zal worden, en zo de neurale plaat te vormen. De neurale plaat bestaat uit neurale voorlopercellen, bekend als neuroepitheelcellen, die zich ontwikkelen tot de neurale buis (zie onder Morfologische ontwikkeling). De neuroepitheelcellen beginnen zich te delen, diversifiëren zich en vormen onrijpe neuronen en neuroglia, die op hun beurt vanuit de neurale buis naar hun definitieve plaats migreren. Elk neuron vormt dendrieten en een axon; axonen rekken uit en vormen vertakkingen, waarvan de uiteinden synaptische verbindingen vormen met een select aantal doelneuronen of spiervezels.
Encyclopædia Britannica, Inc.
De opmerkelijke gebeurtenissen in deze vroege ontwikkeling omvatten een ordelijke migratie van miljarden neuronen, de groei van hun axonen (waarvan er vele zich over de gehele hersenen uitstrekken) en de vorming van duizenden synapsen tussen individuele axonen en hun doelneuronen. De migratie en groei van neuronen zijn, althans gedeeltelijk, afhankelijk van chemische en fysische invloeden. De groeiende uiteinden van axonen (groeikegels genoemd) herkennen en reageren op verschillende moleculaire signalen, die axonen en zenuwtakken naar de juiste doelen leiden en diegenen elimineren die proberen te synapsen met ongeschikte doelen. Zodra een synaptische verbinding tot stand is gebracht, geeft een doelcel een trofische factor af (b.v. zenuwgroeifactor) die essentieel is voor de overleving van het neuron dat ermee synapt. Fysieke geleide signalen zijn betrokken bij contact geleiding, of de migratie van onrijpe neuronen langs een schavot van gliale vezels.
In sommige gebieden van het zich ontwikkelende zenuwstelsel, zijn synaptische contacten aanvankelijk niet nauwkeurig of stabiel en worden later gevolgd door een geordende reorganisatie, inclusief de eliminatie van vele cellen en synapsen. De instabiliteit van sommige synaptische verbindingen houdt aan tot een zogenaamde kritieke periode wordt bereikt, waarvóór omgevingsinvloeden een belangrijke rol spelen in de juiste differentiatie van neuronen en in de fijnafstemming van veel synaptische verbindingen. Na de kritieke periode worden de synaptische verbindingen stabiel en is het onwaarschijnlijk dat zij door omgevingsinvloeden worden gewijzigd. Dit suggereert dat bepaalde vaardigheden en zintuiglijke activiteiten kunnen worden beïnvloed tijdens de ontwikkeling (met inbegrip van het postnatale leven), en voor sommige intellectuele vaardigheden blijft dit aanpassingsvermogen vermoedelijk bestaan tot in de volwassenheid en het late leven.