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智力的物質基礎是大腦，胎兒期和嬰兒期是大腦及中樞神經發育的最關鍵時期。

嚴格講，胎兒期是指從孕第9周到胎兒出生的時期，此前的妊娠期專業上稱為胚胎期。胚胎期標志著從一個細胞即受精卵發育為初具人形的個體；胎兒期則主要關系到在胚胎期已開始出現的器官和組織的繼續生長和分化。本書的胎兒期則泛指兩期，不再區分。

腦是結構極其復雜的組織，最基本的構造單位是腦細胞，即神經元。在胚胎發育的過程中，腦發育和生物體的生長相似，大致分為3個階段：第一階段是細胞數量的增加階段，第二階段是細胞的數量和體積都增加的階段，第三階段是細胞數目不再增加而體積繼續增大的階段。這些連續的過程相互重疊。

在人體生長發育的過程中，腦發育最早。大約在胚胎的第18天出現神經板。最初大腦的表面是平滑的，到第13周(孕中期初期)時，出現了復雜的溝和回。大腦皮層內，不同機能的神經細胞主要在妊娠第15～18周時(孕中期)分化發育完成。

人腦從孕中期開始(孕3個月時)，發育迅速。妊娠3～6個月期間(孕中期)是腦細胞迅速增殖的第一個階段，腦細胞的體積和神經纖維的增長，使腦的重量不斷增加。妊娠7～9個月期間是腦細胞迅速增長的第二個階段，主要是已經形成的神經細胞，發展出相互間的突觸接合，以便傳導神經細胞中的興奮信號。

人腦細胞發育最活躍、最旺盛的時期是懷孕最后3個月到出生后3個月，此期腦細胞的增殖和細胞的增大重疊而發展迅速。腦細胞的這種重疊發展直至兩歲左右才停止。

腦細胞的增殖是一次性完成的，錯過此機會則無法補償。因此，胎兒期和兩歲之前是大腦生長發育非常關鍵的基礎階段，關系著腦細胞數量的多少和腦細胞發育的質量。而兩歲以后主要是大腦細胞體積和重量的增加，以及對大腦智力的開發。