Органы центральной нервной системы развиваются из нервной трубки, которая на четвертой неделе эмбриогенеза отделяется от кожной экдодермы. На поперечных срезах нервной трубки ранних этапов развития можно различить три зоны: епендимну, плащевая и краевую вуаль. Эпендимная глия образует выстеленный центрального канала спинного мозга и желудочков головного мозга. Нейробласты плащевой зоны формируют серое вещество спинного мозга, краевая вуаль - его белое вещество. Спонгиобласты нервной трубки служат источником развития нейроглии.
Передний (краниальный) отдел нервной трубки является источником развития головного мозга, с туловищной (каудального) отдела формируется спинной мозг. Увеличиваясь в размерах, зачаток головного мозга образует три обособленных вздутие, так называемые мозговые пузыри: передний, средний и задний. Стадия трех мозговых пузырей длится недолго, на шестом-седьмом недели эмбриогенеза ее сменяет стадия пяти мозговых пузырей. С первого мозгового пузыря развиваются полушария большого мозга, с другой - промежуточный мозг, с третьей - средний, с четвертой - задний мозг (мост и мозжечок), с пятого - продолговатый мозг.
Кора большого мозга имеет название новой коры или неокортекса, поскольку в процессе филогенеза она появляется позже. Развитие коры большого мозга осуществляется вентрикулярной зоны конечного мозга. Нейробласты дифференцируются и мигрируют в область закладки коры вдоль вертикальных отростков эмбриональных радиальных глиоцитов. Последние подлежат редукции после рождения. Новая кора имеет преимущественно шестишаровое устройство: первыми в область формирования коры вселяются нейроны первого и шестого слоев, позднее - клетки пятого, четвертого, третьего и второго слоев. Все клетки располагаются вдоль отростков радиальных глиоцитов, которые, таким образом, играют роль организаторов мозговых модулей. Те участки коры, сохраняющие шестишаровое строение в постнатальный период, называются ассоциативным корой (90% неокортекса). Меньшая часть неокортекса дифференцируется в двигательных участках в агранулопирамидальную кору, в которой преимущественное развитие получают III и V слоя. В сенсорных участках преимущественное развитие получают II и IV слои - такая кора получила название гранулярной или зернистой.
Помимо новой коры в головном мозге различают еще старую кору (архикортекс), древнюю (палеокортекс) и промежуточную (периархикортекс и перипалеокортекс). Эти разновидности коры более ранним приобретением эволюции по сравнению с новой корой, в процессе онтогенеза они не проходят этап шестишарового строения. Старая кора локализован на медиальной поверхности полушария большого мозга вокруг мозолистого тела и нижнего рога бокового желудочка, древняя кора - на нижних и медиальных поверхностях полушарий, между лобной и височными долями. Промежуточная кора занимает положение между новой и старой или между новой и древней корой. Старую, древнюю и промежуточную кору объединяют под общим названием гетерогенетичной коры, в отличие от гомогенетической, или новой, коры.
После рождения ребенка процесс созревания коры мозга сопровождается ростом объема перикарионов нейронов, уменьшением их ядерно-цитоплазматического соотношения, увеличением количества синаптических контактов, формированием вокруг аксонов миелиновой оболочки. Значительная часть нейронов (до 50-70%) при этом погибает путем апоптоза и фагоцитуеться клетками микроглии. Развитие моторных, сенсорных, интеллектуальных и коммуникативных способностей ребенка в значительной мере определяется "созреванием" межнейронных связей, которые устанавливаются под влиянием внешних факторов и тренировки. В механизме возникновения специфических межнейронных синапсов важное значение имеют молекулы адгезии, так называемые эндогенные лектины нервной ткани, а также факторы роста нервов. У взрослых людей за счет разрастания нейроглии и нервных волокон, гибели части нейронов количество нейронов на единицу объема коры уменьшается.
В промежутке от 20 до 60 лет масса мозга увеличивается на 6 г каждые 10 лет. С возрастом, особенно в старческом возрасте, вследствие нарастания в сосудах мозга склеротических изменений, ухудшение трофики и гибели части нервных клеток наблюдается снижение количества нейронов на единицу объема мозга. Это явление носит название атрофии коры головного мозга. В промежутке с 60 до 75 лет масса мозга уменьшается в среднем на 6% (на 50-100 г). Площадь коры при этом уменьшается примерно на 4%, мозг будто сморщивается. Интересно, что возрастной инволюции в первую очередь подлежат клетки Беца и Пуркинье.