大腦，是由最早期胚胎表面形成的空心小管發(fā)育而來。小管前部的細胞增殖的較快，這部分之后膨脹成為胚胎大腦。

新制造出來的細胞轉(zhuǎn)變成為未成熟的大腦神經(jīng)元。在胚胎大約四周大的時候，這些神經(jīng)元會遷移到它們的目的地，發(fā)育出樹突和軸突，形成神經(jīng)突觸連接的雛形，而這些連接，之后將會發(fā)育成數(shù)以萬億計的神經(jīng)連接。

這些內(nèi)部的神經(jīng)連接在發(fā)育的時候，并沒有事先規(guī)劃好的藍圖。首先，胚胎大腦會產(chǎn)生出遠遠超過實際需要數(shù)量的神經(jīng)元和神經(jīng)突觸，使得它們可以通過競爭和跟環(huán)境的互動，來雕琢每個人大腦獨特的神經(jīng)網(wǎng)絡。

在這個過程中，大約有一半的胚胎神經(jīng)元，最終將因為沒有能夠成功建立起有效連接而凋亡。另外那些幸存下來的神經(jīng)元，它們的軸突外面就會被膠質(zhì)細胞包裹上，這個過程叫做髓鞘化。

因為大腦的神經(jīng)元需要遠距離傳輸信息，比如從前額葉傳到中間的內(nèi)側(cè)顳葉，或者從后面的枕葉傳遞到側(cè)面的顳葉。而髓鞘化就像是電線周圍包了一層橡膠絕緣層一樣，可以讓神經(jīng)纖維的信息傳輸速度和質(zhì)量都大大提高。

我們出生時就擁有了一生中能擁有的幾乎所有神經(jīng)元，接著在我們生命的頭15個月左右，神經(jīng)元之間的神經(jīng)突觸連接數(shù)量達到最大。再接著大腦發(fā)育過程開始大幅修剪這些錯綜復雜的神經(jīng)連接，直到青春期結(jié)束。

大腦的動態(tài)可塑性機制產(chǎn)生于胚胎時期，這一可塑機制在出生后甚至到成年后都持續(xù)起作用。神經(jīng)的可塑性，使得大腦神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡可以適應不斷改變的外界環(huán)境。直到不久前，20世紀的人們還認為神經(jīng)形成僅僅發(fā)生在嬰兒剛剛出生時以及早期的童年，之后大腦結(jié)構(gòu)就被固定了。今天我們知道，大腦一生之中都在被新的神經(jīng)形成修改著。在成年哺乳動物的大腦海馬體和嗅球區(qū)域，神經(jīng)元的再生能力會一直保留。

大腦中新的神經(jīng)元形成改變著大腦的布線圖，因為新出現(xiàn)的神經(jīng)元會形成新的突觸，并且需要整合進已有的大腦網(wǎng)絡?，F(xiàn)在為止一個流行的理論認為，距離遙遠的神經(jīng)元之間，通過共同產(chǎn)生同步的放電活動，來向?qū)Ψ缴斐錾窠?jīng)突觸，最后連接在一起。不過，科學家至今為止，還沒能夠理解神經(jīng)形成具體的過程是怎么樣的，以及它最主要的功能是什么。

Lenroot and Giedd (2006)

在六歲的時候，一個孩子的大腦體積已經(jīng)達到了他一生中最大值的95%。但是，大腦達到最大體積，并不等于大腦成熟。事實上，我們?nèi)祟惖拇竽X可能要到30歲左右才完全發(fā)育成熟。

女孩的大腦體積在11.5歲達到最大值，而男孩在14.5歲達到最大值。不過大腦體積和智商并沒有直接關(guān)系。

Lenroot and Giedd (2006)

上圖的黑色實線部分是男生的大腦灰質(zhì)體積，虛線是女生的大腦灰質(zhì)體積。不同的大腦區(qū)域發(fā)育速度不同，負責運動功能的大腦頂葉（parietal lobe) 相對較早發(fā)育成熟，而負責語言、執(zhí)行功能的顳葉、額葉，相對較晚發(fā)育成熟。

事實上，大腦灰質(zhì)體積在人類整個童年時期都會逐漸增加，在青少年期到達頂峰，接著逐漸縮小到成年大腦的體積。從青少年時期到成年，大腦體積的收縮看起來很奇怪，但是實際上，反映的是大腦修剪沒用的神經(jīng)突觸，和加強有用的突觸，來適應環(huán)境。法國科學家研究了從新生嬰兒到91歲老人的大腦切片，發(fā)現(xiàn)額葉（大腦前部，負責抑制和整合想法）的突觸密度直到30歲左右才逐漸穩(wěn)定。也就是說，我們的大腦發(fā)育，可能到30歲左右才穩(wěn)定下來。

科學家對于成年人大腦的海馬體中的神經(jīng)形成了解的稍微多一些。這個區(qū)域是我們空間記憶形成的中心。當我們在一個新的環(huán)境中學習認路的時候，海馬體就會被激發(fā)而產(chǎn)生出新的神經(jīng)元。新的海馬體神經(jīng)元和突觸一旦整合到大腦原有的神經(jīng)網(wǎng)絡中去，就可以提高大腦空間記憶能力，甚至帶來海馬體之后的進一步成長。

一個最典型的例子，就是研究發(fā)現(xiàn)，出租車司機海馬體會比一般人大。這個研究發(fā)現(xiàn)意味著，練習某一種大腦功能，就可以讓負責這個功能的腦區(qū)成長。比如你不停地練習手指的靈巧程度，你的大腦中負責手指活動的腦區(qū)就會有更多的神經(jīng)纖維連接，地盤可能也會變得更大。我們的大腦在人的一生中都是可以改變的，并且對環(huán)境有著積極的反應。不斷地練習大腦，可以讓你在人生（不可逆的）衰老中變得睿智（可選擇的）。

大腦的發(fā)育是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。對于這一內(nèi)外共同作用機制，我們一個常見的誤解是：我們大腦某個特征究竟是因為基因，還是因為環(huán)境？

事實是，把某個特征非此即彼地歸因為基因或是環(huán)境都是錯誤的?；蚪M本身無法包含大腦單獨成長發(fā)育所需的所有基因。在長期進化下，基因?qū)W會了從環(huán)境中開采信息，環(huán)境中的信息幫助大腦精細調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)育。

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