Zekanın maddi temeli beyindir ve fetüs ve bebeklik dönemleri beyin ve merkezi sinir sistemi gelişimi için en kritik dönemlerdir. Kesin olarak söylemek gerekirse, fetüs dönemi hamileliğin dokuzuncu haftasından doğuma kadar sürer, önceki gebelik aşaması ise teknik olarak embriyo dönemi olarak adlandırılır.Embriyonik aşama, tek bir hücreden (döllenmiş yumurta) ilkel insan formuna sahip bir organizmaya dönüşümü ifade eder;
fetal aşama ise, esas olarak embriyonik aşamada oluşmaya başlayan organ ve dokuların büyümesini ve farklılaşmasını ifade eder. Bu kitabın amaçları doğrultusunda, "fetal aşama" terimi her iki dönemi de ayırt etmeden kapsar. Beyin, beyin hücreleri veya nöronlar gibi en temel yapı taşlarıyla olağanüstü karmaşık bir yapıdır.
Embriyonik gelişim sırasında beyin büyümesi, organizmanın büyümesiyle paralel olarak, genel olarak üç aşamaya ayrılır: hücresel çoğalmanın ilk aşaması, ardından hücre sayısı ve hacminin eşzamanlı olarak arttığı aşama ve son olarak hücre çoğalmasının durduğu, ancak hacmin genişlemeye devam ettiği aşama. Bu sıralı süreçler birbiriyle örtüşür.
İnsan gelişim yapıları arasında beyin en erken gelişen yapıdır. Nöral plaka, embriyonik dönemin 18. günü civarında ortaya çıkar.Başlangıçta pürüzsüz olan beyin yüzeyi, 13. haftaya kadar karmaşık sulkus ve giruslar geliştirir. Serebral korteks içinde, farklı işlevlerde uzmanlaşmış nöronların farklılaşması ve olgunlaşması, esas olarak gebeliğin 15. ve 18. haftaları arasında gerçekleşir. İnsan beyin gelişimi, gebeliğin ortasından itibaren önemli ölçüde hızlanır. Hızlı beyin hücresi çoğalmasının ilk aşaması, gebeliğin 3. ve 6. ayları arasında gerçekleşir. Beyin hücrelerinin büyümesi ve sinir liflerinin gelişimi, beyin kütlesinin sürekli artmasına katkıda bulunur.Hızlı beyin hücresi büyümesinin ikinci aşaması, gebeliğin yedinci ve dokuzuncu ayları arasında gerçekleşir. Bu dönemde, yerleşik sinir hücreleri, aralarında uyarıcı sinyallerin iletimini kolaylaştırmak için sinaptik bağlantılar geliştirir. İnsan beyin hücresi gelişiminin en aktif ve yoğun dönemi, gebeliğin son üç ayı ile doğumdan sonraki üçüncü aya kadar sürer. Bu aşamada, beyin hücrelerinin çoğalması ve mevcut hücrelerin büyümesi eşzamanlı olarak gerçekleşir ve hızlı bir gelişime yol açar. Bu çakışan gelişim süreci, yaklaşık iki yaşına kadar devam eder.Beyin hücrelerinin çoğalması tek seferlik bir olaydır; bir kez kaçırıldığında telafi edilemez. Bu nedenle, fetal dönem ve yaşamın ilk iki yılı, beyin büyümesi ve gelişimi için kritik bir temel aşama oluşturur ve hem beyin hücrelerinin miktarını hem de gelişimlerinin kalitesini belirler. İki yaşından sonra, gelişim öncelikle beyin hücresi hacmi ve ağırlığındaki artışların yanı sıra entelektüel kapasitenin geliştirilmesini içerir.