La base material de la inteligencia es el cerebro, y las etapas fetal e infantil representan los períodos más críticos para el desarrollo del cerebro y del sistema nervioso central. En sentido estricto, el período fetal abarca desde la novena semana de embarazo hasta el nacimiento, mientras que la fase gestacional anterior se denomina técnicamente período embrionario.La etapa embrionaria significa el desarrollo de una sola célula —el óvulo fecundado— hasta convertirse en un organismo con forma humana rudimentaria;
la etapa fetal se refiere principalmente al crecimiento y la diferenciación continuos de los órganos y tejidos que comenzaron a formarse durante la etapa embrionaria. A los efectos de este libro, el término «etapa fetal» abarca ambos períodos sin distinción. El cerebro es una estructura extraordinariamente compleja, cuyos componentes básicos más fundamentales son las células cerebrales o neuronas.
Durante el desarrollo embrionario, el crecimiento del cerebro es paralelo al crecimiento del organismo, y se divide a grandes rasgos en tres fases: la fase inicial de proliferación celular, la fase posterior de aumento simultáneo del número y el volumen de las células, y la fase final en la que cesa la proliferación celular mientras el volumen sigue expandiéndose. Estos procesos secuenciales se solapan.
Entre las estructuras del desarrollo humano, el cerebro es la que se desarrolla antes. La placa neural aparece alrededor del decimoctavo día embrionario.Inicialmente lisa, la superficie del cerebro desarrolla surcos y giros intrincados hacia la semana 13. Dentro de la corteza cerebral, la diferenciación y maduración de las neuronas especializadas en diversas funciones se completa en gran medida entre las semanas 15 y 18 de gestación. El desarrollo del cerebro humano se acelera significativamente a partir de la mitad del embarazo. La primera fase de rápida proliferación de células cerebrales se produce entre los meses 3 y 6 de gestación. El aumento del tamaño de las células cerebrales y el crecimiento de las fibras nerviosas impulsan un aumento continuo de la masa cerebral.La segunda fase de rápido crecimiento de las células cerebrales se produce entre el séptimo y el noveno mes de embarazo. Durante este periodo, las células nerviosas establecidas desarrollan conexiones sinápticas para facilitar la transmisión de señales excitatorias entre ellas. El periodo más activo y vigoroso del desarrollo de las células cerebrales humanas abarca los tres últimos meses de embarazo hasta el tercer mes después del nacimiento. Durante esta fase, la proliferación de células cerebrales y el aumento de tamaño de las células existentes se producen simultáneamente, lo que conduce a un rápido desarrollo. Este proceso de desarrollo superpuesto continúa hasta aproximadamente los dos años de edad.La proliferación de las células cerebrales es un proceso único; una vez perdido, no se puede compensar. Por lo tanto, el período fetal y los dos primeros años de vida constituyen una etapa fundamental para el crecimiento y el desarrollo del cerebro, ya que determinan tanto la cantidad de células cerebrales como la calidad de su desarrollo. Después de los dos años, el desarrollo consiste principalmente en el aumento del volumen y el peso de las células cerebrales, junto con el cultivo de la capacidad intelectual.