뇌
척추동물의 두뇌 진화는 대뇌를 포함한 전뇌의 부피증가가 특징적이다. 원시어류의 경우 척추 앞부분에 약간 부풀어오르는 돌기모양의 뇌를 갖는다. 그보다 조금 더 발달한 어류는 원시어류에 비해 약간 큰 1~2g 정도의 돌기를 갖게 되었다. 이 돌기가 고등 동물의 후뇌, 뇌간, 중뇌에 해당된다.
신경가소성
수세기에 걸친 연구는 신피질 처리 영역에서 실질적인 변화가 일어남을 보여주었고, 이러한 변화들은 경험에 대한 반응으로 신경적인 활성화를 변경시키는 것으로 나타났다. 신경가소성에 관한 이론에 의하면, 경험은 실질적으로 두뇌의 물리적 구조와 기능적 조직 모두를 변화시킬 수 있다. 최근 신경과학자들은 발달 이후의 불변성이 어떻게 변화 되는지와 중대한 시기가 언제인지에 대한 연구적 일치에 몰두하고 있다.