Çocuğun beyin hücreleri, gebeliğin ilk üç haftasından itibaren gelişmeye başlar ve diğer tüm hücrelerden daha hızlı üremeye başlar. Beynin fiziksel oluşumu ve bağlantı yerlerinin gelişimi bu dönemde başlar ve karmaşık bir genetik yapı içinde ilerler. Her çocuk, düşünme, duyma, konuşma, görme, hareket etme gibi yaşamsal beyin işlevlerinden sorumlu yaklaşık 100 milyar sinir hücresi ile dünyaya gelir. Hayatın ilerleyen dönemlerinde bu doğuştan gelen 100 milyar sinir hücresinin yerine yenileri gelmez. Sinir hücreleri, sinaps adı verilen küçük boşluklarla birbirine bağlanır ve beynin çeşitli görevlerini yerine getiren kümeler oluşturur. Bu ek yerleri, beynin işlevlerini yerine getirmesi için gerekli olan elektriksel iletilerin yayıldığı yerlerdir. Hamileliğin başlangıcından yaklaşık dört hafta sonra beyin hücreleri dakikada 250.000 adet gibi bir hızla oluşmaya başlar ve oluşan bu milyarlarca beyin hücresi, diğer milyarlarca hücre ile bağlantı kurar. Aralarında milyarlarca bağlantı oluşur ve her bir bağlantı özenle organize edilir; rastgele veya tesadüfi hiçbir bağlantı olmaz. Anne karnındaki bebeğin minik kafası içinde dünya nüfusundan 166 kat fazla beyin hücresi bulunur. Doğumdan sonraki yedi-sekiz ay boyunca da sinir hücreleri arasında ortalama olarak 1000 trilyon sinaps oluşmuştur. Hamileliğin 30. haftasından sonra hafızasında bazı şeyleri kaydetmeye başlar ve doğumdan hemen sonra annesinin sesini tanıyabilir.

Çocuğun beyin gelişimi için ilk şart sevgi ve ilgidir. Doğumdan sonra beyin, çocuğun toplam ağırlığının yaklaşık dörtte biri kadardır. Beyin hücreleri arasındaki bağlantı sayısı ne kadar fazla olursa, çocuğun bilişsel kapasitesi o kadar yüksek olur. Yaşamın ilk zamanlarında oluşan bu bağlantılar, çocuğa dışarıdan gelen uyaranlarla güçlendirilir ve kalıcı hale gelir. Bu uyaranları çocuğa veren kişiler genellikle anne, baba ve bakımında yardımcı olan diğer insanlardır. Çocuklar ilişkilerinde duygusaldır; bebeğe ve çocuğa sevgi ile yaklaştığınız zaman sevgiyi öğrenirler. Bebeğinize gülümseyin, konuşun, ona dokunun, sık sık kucağınıza alın ve şarkı söyleyin. İhmal edilen çocukların beyinleri tüm bölgelerdeki gelişimini tamamlayamaz. Çocuklarda beyin gelişiminin en hızlı ve zararlı etkilere açık olduğu dönem anne karnındaki dönemdir. Sağlıklı bir hamilelik geçirmek, sağlıklı bir çocuk dünyaya getirmenin ilk basamağıdır. Doğumların sağlıklı ortamlarda, özellikle hastanede gerçekleştirilmesi çok önemlidir. Genelde akraba evliliklerinde rastlanan kalıtsal ve metabolik hastalıklar, beyin ve sinir sisteminin gelişimini olumsuz yönde etkiler.

En önemli ikinci dönem ise doğumdan sonraki 18 aylık zamandır. İlk altı ay anne sütü ile beslenmek, bebeğin beyin ve sinir sistemi gelişimi ve anne-bebek arasındaki ilişkinin sağlıklı olması bakımından önemlidir. Beyinde işletilen, kullanılan bağlantılar güçlenirken, kullanılmayanlar küçülür. Bu sebeple bebek ve küçük çocuklarla ilgilenen her insan, onların beyin gelişiminde kalıcı etki bırakır.