Neuronal utveckling
Under den andra veckan av det prenatala livet plattas den snabbt växande blastocysten (cellbunten som en befruktad äggstock delar sig i) ut till en så kallad embryonskiva. Den embryonala skivan får snart tre lager: ektoderm (yttre lager), mesoderm (mellanskikt) och endoderm (inre lager). Inom mesodermen växer notochorden, en axial stav som fungerar som en tillfällig ryggrad. Både mesodermet och notochordet avger en kemikalie som instruerar och förmår intilliggande odifferentierade ektodermceller att förtjockas längs det som kommer att bli kroppens dorsala mittlinje och bilda neuralplattan. Neuralplattan består av neurala prekursorceller, så kallade neuroepitelceller, som utvecklas till neuralröret (se nedan Morfologisk utveckling). Neuroepitelcellerna börjar sedan dela sig, diversifieras och ger upphov till omogna neuroner och neuroglia, som i sin tur vandrar från neuralröret till sin slutliga plats. Varje neuron bildar dendriter och en axon. Axonerna förlängs och bildar grenar, vars terminaler bildar synaptiska förbindelser med en utvald uppsättning målneuroner eller muskelfibrer.
Encyclopædia Britannica, Inc.
De anmärkningsvärda händelserna i denna tidiga utveckling innebär en ordnad migration av miljarder neuroner, tillväxten av deras axoner (av vilka många sträcker sig långt ut i hjärnan) och bildandet av tusentals synapser mellan enskilda axoner och deras målneuroner. Neuronernas migration och tillväxt är åtminstone delvis beroende av kemisk och fysisk påverkan. Axonernas växande spetsar (så kallade tillväxtkottar) känner tydligen igen och reagerar på olika molekylära signaler, som leder axoner och nervförgreningar till sina lämpliga mål och eliminerar dem som försöker synapsa med olämpliga mål. När en synaptisk förbindelse väl har upprättats frigör målcellen en trofisk faktor (t.ex. nervtillväxtfaktor) som är nödvändig för överlevnaden av den neuron som synapserar med den. Fysiska ledtrådar är involverade i kontaktstyrning, eller migrationen av omogna neuroner längs en ställning av gliafibrer.
I vissa regioner av nervsystemet under utveckling är de synaptiska kontakterna till en början inte exakta eller stabila och följs senare av en ordnad omorganisering, inklusive eliminering av många celler och synapser. Instabiliteten hos vissa synaptiska kopplingar kvarstår tills en så kallad kritisk period uppnås, före vilken miljöinfluenser har en betydande roll i den korrekta differentieringen av neuroner och i finjusteringen av många synaptiska kopplingar. Efter den kritiska perioden blir de synaptiska förbindelserna stabila och det är osannolikt att de förändras av miljöpåverkan. Detta tyder på att vissa färdigheter och sensoriska aktiviteter kan påverkas under utvecklingen (även efter födseln), och för vissa intellektuella färdigheter kvarstår förmodligen denna anpassningsförmåga i vuxen ålder och sent i livet.