Rozwój neuronów
W drugim tygodniu życia prenatalnego, szybko rosnąca blastocysta (wiązka komórek, na które dzieli się zapłodniona komórka jajowa) spłaszcza się w to, co nazywa się dyskiem zarodkowym. Dysk embrionalny wkrótce zyskuje trzy warstwy: ektodermę (warstwa zewnętrzna), mezodermę (warstwa środkowa) i endodermę (warstwa wewnętrzna). W mezodermie wyrasta notochord, pręt osiowy, który służy jako tymczasowy szkielet. Zarówno mezoderma, jak i notochord uwalniają substancję chemiczną, która instruuje i indukuje przylegające niezróżnicowane komórki ektodermy do zagęszczania się wzdłuż tego, co stanie się grzbietową linią środkową ciała, tworząc płytkę neuronalną. Płytka neuronalna składa się z neuronalnych komórek prekursorowych, zwanych komórkami neuroepitelialnymi, które rozwijają się w cewę nerwową (patrz poniżej Rozwój morfologiczny). Komórki neuroepitelialne następnie zaczynają się dzielić, różnicować i dają początek niedojrzałym neuronom i neuroglejom, które z kolei migrują z cewy nerwowej do miejsca docelowego. Każdy neuron tworzy dendryty i akson; aksony wydłużają się i tworzą odgałęzienia, których zakończenia tworzą połączenia synaptyczne z wybranym zestawem neuronów docelowych lub włókien mięśniowych.
Niezwykłe wydarzenia tego wczesnego rozwoju obejmują uporządkowaną migrację miliardów neuronów, wzrost ich aksonów (z których wiele rozciąga się szeroko po całym mózgu) oraz tworzenie tysięcy synaps między poszczególnymi aksonami i ich neuronami docelowymi. Migracja i wzrost neuronów są zależne, przynajmniej częściowo, od wpływów chemicznych i fizycznych. Rosnące końcówki aksonów (zwane stożkami wzrostu) najwyraźniej rozpoznają i reagują na różne sygnały molekularne, które kierują aksony i gałęzie nerwowe do odpowiednich celów i eliminują te, które próbują łączyć się z nieodpowiednimi celami. Po ustanowieniu połączenia synaptycznego, komórka docelowa uwalnia czynnik troficzny (np. czynnik wzrostu nerwów), który jest niezbędny do przeżycia neuronu, który z nią synapsuje. Fizyczne wskazówki są zaangażowane w kierowanie kontaktem lub migrację niedojrzałych neuronów wzdłuż rusztowania z włókien glejowych.
W niektórych regionach rozwijającego się układu nerwowego, kontakty synaptyczne nie są początkowo precyzyjne lub stabilne, a później następuje uporządkowana reorganizacja, w tym eliminacja wielu komórek i synaps. Niestabilno¶ć niektórych poł±czeń synaptycznych utrzymuje się do tzw. okresu krytycznego, przed którym wpływy ¶rodowiska odgrywaj± znacz±c± rolę w prawidłowym różnicowaniu się neuronów i dostrajaniu wielu poł±czeń synaptycznych. Po okresie krytycznym połączenia synaptyczne stają się stabilne i jest mało prawdopodobne, aby były zmieniane przez wpływy środowiskowe. Sugeruje to, że na pewne umiejętności i czynności sensoryczne można wpływać w trakcie rozwoju (w tym w okresie postnatalnym), a w przypadku niektórych umiejętności intelektualnych ta zdolność adaptacji prawdopodobnie utrzymuje się do dorosłości i późnego życia.
.