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
과거 과학자들 사이에서 두뇌는 유년기 같은 초기 단계의 중요한 기간 이후에는 변경되지 않는다고 믿어졌다. 1800년 말엽까지는 척추동물의 뇌에 있는 모든 뉴런들이 배아 발생기 동안이나, 아무리 늦어도 유아기 동안 다 형성된다고 생각되었다. 감각 경로는 중요한 시기 이후로 고정되어 있고, 그 시점을 지나면 뇌는 뉴런을 상실할 수만 있을 뿐 절대로 다시 만들 수는 없다는 전통적인 믿음을 가졌던 것이다.