O cérebro e a medula espinhal constituem o Sistema Nervoso Central (SNC) e geralmente estão entre as primeiras partes do corpo a se desenvolverem em um embrião. Em um estágio significativo do desenvolvimento humano, a superfície de um embrião normalmente se dobra e se fecha para formar um tubo, que marca o início do desenvolvimento do sistema nervoso central. Existe uma estrutura chamada neuropore que se forma como resultado e que geralmente fecha após quatro semanas de gravidez. Várias vesículas principais do cérebro podem se desenvolver. O SNC continua a ser modificado ao longo da vida, à medida que as células nervosas chamadas neurônios crescem axônios, sinapses e cones de crescimento quando estimulados.
O desenvolvimento do sistema nervoso central começa quando o tecido embrionário acima de uma estrutura chamada notocórdio se diferencia como neurológico. Um sulco geralmente se forma e depois se dobra de cada lado. Eles normalmente se fecham no meio e depois sequencialmente de cada lado para formar um tubo neural. O canal neural continua a se desenvolver e a parte superior, ou rostral, se torna partes do cérebro, enquanto o restante do trato normalmente se transforma na medula espinhal.
Nas dobras da crista neural, muitas células se tornam estruturas nervosas chamadas gânglios, além de tecidos protetores que circundam o cérebro e a medula espinhal. As vesículas que formam a estrutura geral para partes específicas do cérebro geralmente se formam depois. Isso inclui as vesículas do cérebro anterior, mesencéfalo e posterior. As três camadas de células no tubo neural também se desenvolvem para formar a medula espinhal; células diferentes e estruturas diferentes no cordão formam esse processo. Após oito semanas de gravidez e desenvolvimento do sistema nervoso central, o cordão geralmente é formado junto com todo o canal vertebral.
As células nervosas normalmente vivem durante a vida de uma pessoa. Eles podem morrer, mas em vez de serem substituídos por outras células, as conexões entre os neurônios podem mudar. O desenvolvimento do sistema nervoso central geralmente depende do crescimento de axônios, que se estendem a partir das células. O processo é influenciado pela quantidade apropriada de cálcio em cada célula, enquanto as sinapses nas extremidades dos axônios maduros geralmente se formam quando as proteínas da neurotropina são desencadeadas.
Os axônios crescem e se conectam a várias áreas do cérebro. Algumas células podem atuar como guias ao longo de um caminho específico, enquanto moléculas em algumas superfícies celulares podem repelir os cones de crescimento das estruturas axônicas. A composição química de áreas específicas pode causar a fixação de axônios e nervos. O desenvolvimento adequado do sistema nervoso central é tipicamente mais crucial durante o estágio embrionário, porque pode afetar o bem-estar de alguém ao longo da vida. O SNC também é afetado por processos celulares que ocorrem na idade adulta, que geralmente permitem que o cérebro se adapte ao ambiente.