由于神经系统的复杂性，且其发生过程中有明显的阶段性，因此了解神经系统的胚胎发育情况对正常胎儿颅内情况检查以及颅脑畸形的产前诊断均十分重要。
第5孕周，胚胎从原条逐步发育形成神经板，神经板左右两侧的边缘高起，形成神经沟。
第6孕周，神经沟在背侧折叠并逐渐融合形成神经管。在相当于枕部体节的平面上，神经沟首先愈合成管（图3-1），愈合过程向头、尾两端进展，最后在头尾两端各有一开口，分别称前神经孔（anterior neuropore）和后神经孔（posterior neuropore）。胚胎第25天左右，前神经孔闭合，第27天左右，后神经孔闭合，完整的神经管形成。神经管的前段膨大，衍化为脑；后段较细，衍化为脊髓。如前神经孔闭合失败，可形成无脑畸形，如后神经孔闭合失败，则形成脊柱裂。此时胚胎期的脑部已出现了前、中、菱三个脑泡。
图3-1 神经管的形成
第7孕周，胚胎的3个脑泡继续分化。前脑泡的头端向两侧膨大，形成左右两个端脑（telencephalon），以后演变为大脑两半球，而前脑泡的尾端则形成间脑。中脑泡变化不大，演变为中脑，菱脑泡演变为头侧的后脑（metencephalon）和尾侧的末脑（myelencephalon），后脑演变为脑桥和小脑，末脑演变为延髓。随着脑泡的形成和演变，神经管的管腔也演变为各部位的脑室。前脑泡的腔演变为左右2个侧脑室和间脑中的第三脑室；中脑泡的腔很小，形成狭窄的中脑导水管；菱脑泡的腔演变为宽大的第四脑室（图3-2）。如果在第7孕周时胚胎发育受损，可出现中线结构发育异常，主要有前脑无裂畸形，面部畸形和胼胝体发育不全等。
图3-2 脑及脑室的形成
第8孕周到分娩。第8孕周开始，大脑各结构的原基开始形成，随着妊娠的进展，各原基继续生长、发育、移行等，完成脑部的复杂发育过程（图3-3）。
神经管的下段分化为脊髓，其管腔演化为脊髓中央管，套层分化为脊髓的灰质，边缘层分化为白质。神经管的两侧壁由于套层中成神经细胞和成胶质细胞的增生而迅速增厚，腹侧部增厚形成左右两个基板（basal plate），背侧部增厚形成左右两个翼板（alar plate）。神经管的顶壁和底壁都薄而窄，分别形成顶板（roof plate）和底板（floor plate）。由于基板和翼板的增厚，在神经管的内表面出现了左右两条纵沟，称界沟（sulcus limitans）（图3-4）。
图3-3 各孕周的脑发育
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