Intelektualinių gebėjimų materialus pagrindas yra smegenys, o vaisiaus ir kūdikio vystymosi etapai yra svarbiausi smegenų ir centrinės nervų sistemos vystymosi laikotarpiai. Tiksliai tariant, vaisiaus vystymosi etapas trunka nuo devintosios nėštumo savaitės iki gimimo, o ankstesnis nėštumo etapas techniškai vadinamas embriono vystymosi etapu.Embrioninis etapas reiškia vystymąsi nuo vienos ląstelės – apvaisinto kiaušinėlio – iki organizmo, turinčio pradinę žmogaus formą;
vaisiaus etapas pirmiausia susijęs su organų ir audinių, kurie pradėjo formuotis embrioniniame etape, tolesniu augimu ir diferenciacija. Šioje knygoje terminas „vaisiaus etapas“ apima abu laikotarpius be jokio skirtumo. Smegenys yra nepaprastai sudėtinga struktūra, kurios pagrindiniai elementai yra smegenų ląstelės, arba neuronai.
Embrioninio vystymosi metu smegenų augimas vyksta lygiagrečiai su organizmo augimu ir plačiai skirstomas į tris etapus: pradinis ląstelių proliferacijos etapas, vėlesnis ląstelių skaičiaus ir tūrio didėjimo etapas ir galutinis etapas, kai ląstelių proliferacija sustabdomas, o tūris toliau didėja. Šie nuoseklūs procesai persidengia.
Iš žmogaus vystymosi struktūrų smegenys vystosi anksčiausiai. Nervų plokštelė atsiranda apie 18-ąją embrioninio vystymosi dieną.Iš pradžių lygus smegenų paviršius iki 13 savaitės išsivysto sudėtingas sulci ir gyri. Smegenų žievėje neuronų, specializuojančiųsi skirtingoms funkcijoms, diferenciacija ir brendimas iš esmės baigiasi tarp 15 ir 18 nėštumo savaičių. Žmogaus smegenų vystymasis žymiai pagreitėja nuo nėštumo vidurio. Pirmasis greito smegenų ląstelių dauginimosi etapas vyksta tarp 3 ir 6 nėštumo mėnesių. Smegenų ląstelių didėjimas ir nervinių skaidulų augimas prisideda prie nuolatinio smegenų masės didėjimo.Antrasis greito smegenų ląstelių augimo etapas prasideda nuo septintojo iki devintojo nėštumo mėnesio. Šiuo laikotarpiu susiformavusios nervų ląstelės sukuria sinapsinius ryšius, kurie palengvina sužadinančių signalų perdavimą tarp jų. Aktyviausias ir intensyviausias žmogaus smegenų ląstelių vystymosi laikotarpis trunka nuo paskutinių trijų nėštumo mėnesių iki trečiojo mėnesio po gimimo. Šiuo etapu smegenų ląstelių dauginimasis ir esamų ląstelių didėjimas vyksta vienu metu, todėl vystymasis yra greitas. Šis sutampantis vystymosi procesas tęsiasi iki maždaug dvejų metų amžiaus.Smegenų ląstelių proliferacija yra vienkartinis reiškinys; praleidus jį, jo negalima kompensuoti. Todėl vaisiaus laikotarpis ir pirmieji dveji gyvenimo metai yra kritiškai svarbus smegenų augimo ir vystymosi etapas, lemiantis tiek smegenų ląstelių kiekį, tiek jų vystymosi kokybę. Po dvejų metų vystymasis pirmiausia susijęs su smegenų ląstelių tūrio ir svorio didėjimu bei intelektinių gebėjimų ugdymu.