胎宝宝在孕妇体内就存在听、触、嗅等大脑神经活动，有人甚至可以回忆起降生时的情景。这是已被美国的迪威特·杰布里博士验证过的事实，其中较有影响的是他曾发现我国西藏地区早在8世纪就有关于起始于胎龄第26周的记载。
随着年龄的增长，人的记忆力逐渐增强，就其增幅而言则以婴儿期的记忆力增长最快，这时期的孩子之所以能很快记住电视画面和儿歌，是因为早在胎儿期就已形成了这种能力。脑的发育领先于肢体的发育。
人的诞生始于受精卵，受精卵在子宫内着床后依次分化出外胚叶、中胚叶、内胚叶，其中外胚叶就是脑的原形。开始它是圆板状，随后发育成神经管，如以最初神经管的形态发育下去就只能长成鱼类的细长形大脑，而胎儿的神经管在初期即发生弯曲弯形，出现褶皱，以便在有限空间容纳更多的细胞，正是这一原因造就了复杂的最终布满沟回的大脑。在胚胎的第4周胎儿脑已在原始形态上完成了主要的部分。到第6周大脑上已可以记录到电信号。第7周胎儿面部轮廓形成眼、鼻、口已依稀可辨。到第9周脑干和脊髓便以半个大脑的体积完成了发育过程，这时用较细的探针触其额部，他已经会低头躲避，这表明胎儿触觉神经的出现。大脑继续发育到第4个月，胎儿便形成了头部比例过大的完整人形。
在脑的发育过程中最关键、所需时间最长的是神经网络的形成，因为是神经网络最终导致大脑动能的产生。不可思议的是构筑这一神经网络的主角突触的数量在出生后反而急剧减少。科研人员对猴子做过一次实验，结果表明突触数在生活2～4个月时达到峰值，随后开始减少，3岁时只剩下一半；而通过对脑死亡的人体调查表明，人类要儿期处在峰值的突触数为成人期的6倍之多。于是得出结论，急剧减少的多出部分是胎儿期的储备，供出生后适应环境过程中的消耗。
神经细胞的数量及神经纤维的长度由遗传因素决定，而突触的形成则受制于子宫内的环境因素。突触的形成略迟于神经细胞和神经纤维。人类的这一过程始于怀孕后两个月，出生8个月至1年达到峰值。
心理学家皮特·杜塞克博士用B超观察过胎儿对声音的反应，怀孕4个月的孕妇正在休息的安静房间里突然出现很大声响，子宫内的胎儿会剧烈扭动身躯，使母亲明显感到胎动，实验中他还发现出生4天的要儿有时竟能听出母语和外语的区别，20天后便可循母亲的声音寻找乳头，据推断这一能力来自出生前母亲与期频频“交谈”过程中培养起来的语言感受力。胎宝宝对其在子宫内感受到的声音已形成记忆，这种记忆主要由突触上的神经传递物质形成，胎儿对外界的谈话、声响所形成的暂时记忆经多次重复便留在了长期记忆中，在这一期间听觉是胎儿学习的主要手段。
