人脑有1000亿个神经元或神经细胞和1万亿个支持细胞或称为神经节细胞。神经节细胞为神经元提供营养物质。神经元相互连接，形成100万亿个连接点，称为 “突触”。从怀孕期间大脑的最初形成开始，它们继续生长和发展。
尽管结构复杂，但人脑的发育非常迅速，在卵子受精后1周内开始。受精卵继续分裂，其中一部分形成大脑，其余部分形成神经系统。在母亲注意到她的月经推迟之前，胚胎的大脑就已经分成了三部分。
例如，卵子在星期天受精，到星期三，胚胎已经由至少30个细胞组成，到星期五，这些细胞已经进入子宫。在接下来的星期一，外胚层膜、神经系统和感觉器官开始形成。到第三周，外胚层开始看起来像皮肤，大脑出现明显的膨胀。
在怀孕不到一个月的时候，整个胚胎看起来就像一条小鱼，有一个隆起的馒头状尾巴，很像句子中的逗号。大脑中明显形成了两条沟，一条将前脑和中脑分开，另一条将中脑和后脑分开。直到这时，母亲才意识到自己怀孕了。
在怀孕的第五周，细胞大量分裂，形成大脑半球，然后迅速扩大和成长。大脑皮层的发育是胚胎发育过程中最特殊的。
在怀孕的第七周，前脑形成两个豌豆大小的脑泡。它们的细胞壁只有两层，像头发一样薄。在这两个脑泡之间，尚未生长的神经细胞上下移动，然后分裂形成两个新的细胞，其中一些形成树突和轴突，其余的形成支持性神经节。
一般来说，直到怀孕第15周，大脑才明确分为六个区域：前脑两个，中脑一个，后脑三个，这些区域构成了大脑的基本框架，帮助大脑正常分化为各种结构：脑膜、神经、纤维、细胞核、神经节等。
到第33周时，大脑的神经中枢基本形成，并与周围相连。大脑从胎儿期到出生，一直到17或18岁都在继续发育。此时，通过遗传和环境–先天和后天因素的结合，大脑已经完全形成。
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