產前大腦發育在受孕后的第一個月內開始胎兒期大腦發育開始于出生前的第一個月。在此期間,所有其他主要器官都在成形。到了生命的第三周,人類的心臟開始跳動。大腦的最早形態也就是在這個時候形成的。被稱為神經管,這個結構最終演變成脊髓和大腦。在發育的第二個月和第三個月,胚胎的面部特征開始發育成更具人類特征的形狀,包括嘴、鼻子、眼睛,眼瞼和耳朵。此時的神經管開始轉變為大腦的主要部分,包括大腦皮層。相應地,在胎兒發育的第三個月,胎兒開始表現出反應和反射。胎兒對外界經驗的反應,如強光和噪音,繼續發展到第四個月,小生命的面部表情能力也在發展。胎兒大腦發育的第五個月開始看到胎兒實際上控制著這些表情和反應。此時,胎兒的生理發育使得胎兒在子宮內可以伸展甚至翻轉。專家認為,在第六個月,大腦皮層分裂成不同的葉,對感覺的自覺反應能力會變得更強。此時的胎兒甚至可能有記憶的能力在妊娠的最后三個月,胎兒大腦發育的最后階段,至少在結構上與完全發育的人類相似。到了第七個月,胎兒大腦發育出了與成人大腦相關的溝槽狀彎曲外觀,髓鞘在大腦神經的外部形成,使之與大腦隔離。可以檢測到腦電波。然后在第八個月,主要的皮質形成,如聽覺和視覺,使胎兒能夠理解他或她所看到和聽到的東西。到最后一個月,胎兒大腦包含的神經元細胞大約與成人大腦一樣多,雖然它只有成人出生時的四分之一大,但人的心臟在出生后的第三周開始跳動。
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