环境对大脑的发育起着关键的作用。最佳的大脑发育依赖于良好的健康条件，抚养者正确的经验和适当机会的刺激。充足的睡眠对大脑的发育是重要的，提供充足睡眠和安静时间的稳定生活规律是关键。婴儿所处的环境因素包括母亲怀孕时消化的食物和物质，爱，人们，地方，营养物质，书籍，玩具，社会交往以及婴儿出生后所听到的语言。
婴儿早期的经历会引起其大脑的生理变化，最终极大地影响其将来的生活。 大脑中的神经纤维链 上述生理变化将会导致脑细胞为婴儿有效思考和反应而组织。一个神经细胞或脑细胞，不可能独立地处理信息，它必须与其它神经细胞联系起来才能使神经化学物质得以传递。就像我们前面讨论的那样，一个神经细胞的轴突与另一个神经细胞的树突相连，从而使化学信号得以依次传递。当感官被外界环境刺激时，信号需要沿着这些相连神经细胞中的神经纤维链从大脑中的一个区域传递到另一个区域，最终返回感官或肌肉，从而产生一个声音，一种动作或其它反应。这些神经传输必须在几分之一秒内完成。良好的神经传输纤维链对这种几乎瞬时的传输是十分必要的。 因为与外界环境反应而产生的经验会使信号沿着特定的神经纤维链传输。一条神经纤维链使用的时间越长，它在大脑中永远存在的可能性就越大。那些与其它神经细胞不相连的神经细胞将会消失，那些不被反复应用所强化的神经纤维链也会消失。因此，丰富多样的经历实际上会构造婴儿大脑的结构。
脑细胞与其它细胞相互神经接点发生在婴儿出生前，但大量的神经接点出现在婴儿出生后的最初几年。大脑神经接点决定了一个孩子怎样在世界上活动。通过建立神经接点并消灭不用的脑细胞，在3岁时孩子的大脑将比出生时掌握更多先进的能力。
最近有关大脑发育及其与行为关系的研究，证明了婴幼儿早期抚养与教育的重要性质。这些研究成果重视婴儿所遭受的各种经历，并且肯定了父母和抚养者在安排这些经历中的关键作用。除了抚养和教育婴幼儿，从事婴幼儿研究的专业人员还能通过可靠的研究，为家长们提供信息、引导和帮助父母成为他们孩子最早和最具影响力的教师。
在过去的10年到15年间，神经科学家在大脑怎么发育和何时发育问题上，已经有了深化的认识。现实生活中所有生物的大脑比任何一种机器都要复杂得多。神经科学家现在可以运用最新的技术来检查大脑并观察大脑的运行。正电子放射断层扫描(PET)与磁共振成像技术(MRIs)能够使科学家观察到，当一个人进行一种特殊的行为时，他大脑中哪一部分被激活了。此类相关的不需手术的技术能使医生和研究人员以过去根本不能实现的方式研究大脑运行。相关的研究获得了许多有关大脑成长与发育的新信息，从而能够指导从事婴幼儿研究的专业人员抚养孩子以及帮助家长。
婴儿令人惊奇的大脑 生命最初的三年是大脑迅速生长变化的时期。神经科学家发现，树突和神经键的形成需要巨大的能量。婴幼儿的大脑将使用相当于成年人两倍的能量。婴儿在这个阶段学到的东西比生命中其它任何阶段都要多。婴幼儿的大脑通过组织和定制来满足他们的具体需要。不论是由基因代码决定的自然发育过程，还是孩子的成长环境，对创造一个独特的大脑来说都是必须的。设计有助于孩子大脑发育的物质环境并提供这种抚养关系，是成年抚养者的作用和责任。并且这种先天和后天之间的相互作用并不是等到婴儿出生才始。
婴儿的大脑：未完成的工作 在出生时，婴儿的大脑处于一种未发育完全的状态。在婴儿的成长、成熟和经历世界的过程中，大脑是身体中变化最大的器官。像心脏和肝脏这样的器官会不断长大，但发挥作用的方式同婴儿出生时相同。但人的大脑却是可适应的，所以一个婴儿不论在哪里出生都会成长和学习。例如，每一个健康的婴儿都有学习语言的先天能力，但其学习的语言种类却依赖于他出生时听到的。类似的，每一个婴儿都学习文化规则和传统，但婴儿们只学习他们出生时所处的那些文化。大脑通过这种方式变得可适应是因为两个因素决定了它的发育，一是基因代码，另一是与环境的交互作用。研究大脑发育的专家把它们称为先天因素和后天因素。 先天和后天 先天因素指那些决定大脑发育的基因因素。人类DNA中的编码是一张决定所有发育时间和序列的蓝图，当然也包括大脑的发育。后天因素是指环境因素对发育的贡献。多年以来，科学家和教育工作者已经意识到，是先天因素和后天因素的共同影响最终决定了一个婴儿的性格。
家长和抚养者作为他们孩子的世界的设计者，在帮助婴儿大脑建立这些神经接点方面起着重要的作用。家长和主要抚养者提供各种经验，为孩子在阅读、语言、人际关系、运动和情感方面的能力形成打下基础。 机会的窗口 大脑具有显著的可塑性，这意味着大脑中神经神经纤维链的发育结构变化可以产生。但科学家发现，在婴儿发育过程中存在某些“敏感时期”，此时大脑特别地想接收和学习某种信息。在这些敏感时期，支持特殊活动的神经联系可以非常容易和有效的创造出来。换句话说，当大脑为诸如语言，运动和阅读等活动发育时，存在“机会的窗口”。 机会的窗口是会关闭的。对于一小部分活动，一旦敏感时期过去，就没有更多的神经接点出现，机会的窗口将会完全关闭。然而对于大多数活动，学习仍然能够发生。虽然可能需要很长时间和较大困难，但这种能力仍可以发展。比如，考虑孩子学习第二种语言的情况。对于那些学习语言的机会窗口仍然开放的孩子，他们可能比父母或十几岁的兄弟姐妹学得更快。他们可能掌握更好的语法并带有很少的口音。这是因为这个时期大脑主要准备学习语言。过了这个时期，学习语言可能变得更加困难，讲第二种语言的人可能不熟练。大脑的每一种系统(视觉、听觉、语言、情感和运动)都有自己的机会窗口。
大脑以波浪式发育，对一个孩子发育的每一项技能，窗口的出现的时间都不同。大脑的适应性同时意味着，那些负面的经历或者合适刺激的缺乏可能产生严重且持续的影响。大脑的神经接点会被这些经历所改变。研究表明，在充满玩具和其它老鼠的笼子环境里度过早期生活的老鼠，比那些生活在布置稀少的笼子里的老鼠具有更多的神经键。那些生活在严重缺乏和忽视条件下的孩子，和那些在积极的支持性家庭中经历丰富日常生活的孩子相比，有较小和欠活跃的大脑。这种缺乏定然会严重影响大脑的发育。那些研究罗马尼亚孤儿发育过程的研究人员也证实了这一点。诸如缺乏与成人的交流、限制在婴儿床、恶劣的饮食和缺乏刺激等极端的条件，都会对大脑的发育产生严重的不良影响。
父母与孩子之间的依恋 父母与孩子之间的依恋开始于产前并在生命的第一年中增长。虽然这种依恋在整个生命过程中会持续发展，但早期时间对大脑的发育十分重要，它会促使孩子形成健康的社会情感。孩子对主要抚养者形成一种安全的依恋感，这种机会窗口将一致开放到孩子两岁的时候。过了这段时间，依恋感的发育以及支持它的大脑回路发展，将会变得十分困难。 当一个婴儿出生时，它对抚养者安全的依恋感是从“协调”，或者说是父母理解婴儿暗示，恰当反应并满足婴儿需要的能力发展而来的。信任从这种亲密互惠的关系发展而来，从而使父母对自己满足孩子需要的能力更加自信。