จากอิทธิพลของทฤษฎีของไซเบอร์เนติกส์ในทศวรรษที่ 1950 การทำความเข้าใจระบบประสาทกลางโดยการคิดว่าเป็นระบบประมวลข้อมูล ซึ่งข้อมูลสั่งการ (motor output) จะออกมาจากการประมวลข้อมูลรับความรู้สึกเข้ามา (sensory input) แม้ว่าจะมีผลการวิจัยจำนวนมากแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ (motor activity) เกิดขึ้นมาและมีประสิทธิภาพก่อนที่จะมีการพัฒนาเต็มที่ของระบบรับความรู้สึก ความรู้สึกจะมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมเท่านั้นโดยไม่ได้ควบคุมมัน ซึ่งความคิดนี้นำมาสู่แนวคิดว่าระบบประสาทกลางเป็นระบบที่ทำงานโดยอิสระ (autonomous system)

            การพัฒนาของทารกในครรภ์ ระบบประสาทกลางจะเริ่มจากการสร้างเป็นนิวรัล เพลต (neural plate) ซึ่งเป็นโครงสร้างพิเศษของเอกโทเดิร์ม (ectoderm) ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อของตัวอ่อนชั้นนอกที่สุด ระหว่างการเจริญของเอ็มบริโอ นิวรัล เพลตจะพับขึ้นและเกิดเป็นท่อเรียกว่า นิวรัล ทูบ (neural tube) ช่องว่างกลวงภายในท่อนิวรัล ทูบจะพัฒนาต่อมาเป็นระบบช่องว่างในสมองและไขสันหลัง (ventricular system) บริเวณในนิวรัล ทูบจะมีการเปลี่ยนสภาพของเซลล์ (Cellular differentiation)
เป็น transversal systems ในตอนแรกนิวรัล ทูบจะพัฒนาเปลี่ยนแปลงไปเป็น 2 ส่วนหลักๆ ได้แก่ สมอง อยู่ด้านหัว (rostral/cephalic) และไขสันหลัง ที่อยู่ด้านหาง (caudal) ต่อมาสมองจะพัฒนาเป็นสมองส่วนหน้าหรือโปรเซนเซฟาลอน (procencephalon) และก้านสมอง (brain stem) หลังจากนั้นสมองส่วนหน้าจะแบ่งออกเป็น
เทเลนเซฟาลอน (telencephalon) และไดเอนเซฟาลอน (diencephalon) ส่วนก้านสมองจะแบ่งเป็นสมองส่วนกลางหรือมีเซนเซฟาลอน (mesencephalon) และสมองส่วนท้ายหรือรอมเบนเซฟาลอน (rhombencephalon)