脑是智能发育的物质基础，早在胚胎的第18天就出现脑细胞发育的基质神经板，胚胎10～18周脑的生长极快，至23周大脑皮质的6层结构已基本定型。出生前3个月脑细胞的增殖最快，出生后脑细胞增殖减慢，6个月左右增殖停止，但脑细胞的发育和功能完善在4岁前极为迅速。
大脑，尤其是大脑皮层的发育是在妊娠后期及出生后前3年，所以生前3个月至生后3岁是脑发育的关键时期，也是智能发育的重要时期。胎儿出生后脑细胞的发育主要表现在以下几方面：
①脑重量的增加：出生时脑重约350g，为成人脑重的1/4，生后脑重量随年龄而增长，生后第一年脑重量增加最多，6个月时达600g，3岁时达900g～1000g，相当于成人脑重的2/3；
②神经突触的数量和长度的增加；
③神经髓鞘的形成，神经髓鞘化是脑内部结构成熟的重要标志。脑细胞在增殖、发育期间，大量细胞分裂复制，轴突分枝、树突生长、突触联接以及髓鞘形成都需要充足的营养供给。都是以各种营养的恰当供给为前提的。
营养素是构成脑组织的原料。在脑细胞中，蛋白质和氨基酸的代谢十分活跃，脑细胞的增大主要依赖蛋白质的合成，细胞核中DNA和RNA的合成必须依靠蛋白质，故蛋白质营养占主要地位；葡萄糖是脑的主要能量来源；在脑细胞增殖的同时髓鞘加速形成，而脂类对髓鞘的形成具有重要作用，其也是能量重要来源之一；各种维生素(尤其是B族维生素)和矿物质如锌、磷、钙等都参与脑的代谢活动，对脑的发育和功能的完善有密切关系。
缺乏一种或几种主要的营养素对正在发育的脑组织会产生不良的影响，特别是在脑及智能发育的关键时期——婴幼儿期。
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