Az intelligencia anyagi alapja az agy, és a magzati és csecsemőkor a legkritikusabb időszak az agy és a központi idegrendszer fejlődése szempontjából. Szigorúan véve a magzati időszak a terhesség kilencedik hetétől a születésig tart, míg az azt megelőző terhességi szakaszt technikailag embrionális időszaknak nevezik.Az embrionális szakasz egy sejtből – a megtermékenyített petesejtből – egy kezdetleges emberi formájú organizmus kialakulását jelenti;
a magzati szakasz elsősorban az embrionális szakaszban megkezdődött szervek és szövetek további növekedését és differenciálódását érinti. E könyv céljaira a „magzati szakasz” kifejezés mindkét időszakot különbségtétel nélkül magában foglalja. Az agy rendkívül összetett szerkezet, amelynek legalapvetőbb építőelemei az agysejtek, vagy neuronok.
Az embrionális fejlődés során az agy növekedése párhuzamosan halad a szervezet növekedésével, és nagyjából három fázisra osztható: a sejtek szaporodásának kezdeti fázisa, a sejtek számának és térfogatának egyidejű növekedésének következő fázisa, valamint a sejtek szaporodásának leállása és a térfogat további növekedésének végső fázisa. Ezek a egymást követő folyamatok átfedik egymást.
Az emberi fejlődési struktúrák közül az agy fejlődik a legkorábban. Az ideglemez körülbelül a 18. embrionális napon jelenik meg.A kezdetben sima agy felülete a 13. hétre bonyolult barázdákkal és redőkkel borítódik. Az agykéregben a különféle funkciókra specializálódott neuronok differenciálódása és érése nagyrészt a terhesség 15. és 18. hete között fejeződik be. Az emberi agy fejlődése a terhesség közepétől jelentősen felgyorsul. A terhesség 3. és 6. hónapja közötti időszak az agysejtek gyors szaporodásának első fázisát képezi. Az agysejtek térfogatának növekedése és az idegrostok növekedése hozzájárul az agytömeg folyamatos növekedéséhez.Az agysejtek gyors növekedésének második fázisa a terhesség hetedik és kilencedik hónapja között következik be. Ebben az időszakban a kialakult idegsejtek szinaptikus kapcsolatokat alakítanak ki, hogy megkönnyítsék az izgató jelek átvitelét egymás között. Az emberi agysejtek fejlődésének legaktívabb és legdinamikusabb időszaka a terhesség utolsó három hónapjától a születés utáni harmadik hónapig tart. Ebben a fázisban az agysejtek szaporodása és a meglévő sejtek növekedése egyidejűleg zajlik, ami gyors fejlődéshez vezet. Ez az egymást átfedő fejlődési folyamat körülbelül két éves korig folytatódik.Az agysejtek szaporodása egyszeri esemény; ha elmulasztják, azt nem lehet pótolni. Ezért a magzati időszak és az élet első két éve kritikus alapot jelent az agy növekedéséhez és fejlődéséhez, meghatározva mind az agysejtek mennyiségét, mind fejlődésük minőségét. Két éves kor után a hangsúly elsősorban az agysejtek térfogatának és súlyának növekedésére, valamint az intellektuális képességek fejlődésére helyeződik át.