孩子生后頭兩年腦部發育最快，出生時腦重量為350～400克，6個月時為出生時的2倍，2歲末為出生時的3倍，3歲嬰兒的腦重已接近成人腦重水平。
最近，美國科學家利用"正電子發射計算體層攝影"技術對兒童早年大腦的發育進行掃描，觀察到孩子出生后，隨著視覺、聽覺、觸覺等的每個信號刺激，腦神經細胞之間迅速建立了廣泛的聯系。腦的神經細胞粗看起來像一株裸露的小樹，隨著神經細胞之間的聯系，神經細胞逐漸被髓鞘包裹起來，從而確保了電流信號快速而準確地進行傳送。觀察發現，視覺可以說是大腦發育的起點，在嬰兒生后幾分鐘內，當媽媽緊緊注視著嬰兒的時候，嬰兒滴溜溜轉動的眼睛突然停止轉動，一瞬間只朝著媽媽的臉寵，這時孩子視網膜上的一個神經細胞就與其大腦皮層的另一個神經細胞聯系起來，此時媽媽面部的影像已在嬰兒的大腦中留下持久的記憶。當嬰兒聽到"媽"時，他耳朵中的一個神經細胞就會釋放出一種稱為"神經遞質"的化學物質，將"媽"這個信號傳送到聽覺皮層的一個神經細胞，從此"媽"這個聲音就在孩子大腦的一組神經細胞中永久記錄下來，而這個細胞將永遠不會對其他聲音作出反應。
3個月時，嬰兒視覺皮層的細胞聯系達到最高峰。2歲內，大腦的每個神經細胞都與大約一萬個其他細胞相連每秒鐘能向相鄰的細胞發送一百個以上的信息。
科學家們用貓和鼠做實驗證明，如果出生后把他們立即放入一個極單調的環境中，它們的大腦皮層就會萎縮，腦重量減輕，神經細胞之間的聯系也明顯減少。
研究發現，被嚴重忽視的孩子，其腦部掃描圖中負責情感依附的大腦區域根本沒有得到適當的發育。
3歲以后，大腦停止發育。雖然這并不意味著大腦發育的過程完全停止，但此時大腦本身的復雜性與豐富性已基本定型。用計算機術語來形容，就是"硬盤已格式化完畢，等待編程"。在今后的年代里，人們只有將就著使用現有的大腦了。
兒童頭幾年的經歷也會影響他們日后的性格，雖然有一些性格特征，如過于害羞，可能與遺傳有關，但研究顯示，經常有人抱著并得到愛護和照顧的嬰兒，長大后擁有自信與樂觀積極性格的可能性也大。換句話說，遺傳提供的是基礎，生活體驗造就的是精神與靈魂。
平時一些自然而又簡單的動作，如摟抱或輕拍、對視和對話，都會刺激孩子的成長，玩藏貓貓這類簡單的游戲則可引導孩子學會如何面對面溝通。聰明的父母對孩子大腦早期開發十分關注，他們善用孩子天生的好奇心，開動他們天生的學習機器。早期教育的精髓并非是灌輸各種知識，而是聆聽、指導孩子認識真實的世界，包括學習和媽媽說再見，和別人友好相處，勇敢地探索周圍環境，所有這些支持性關愛與護理都能使人類大腦的結構得到健康發展。
