胎儿从4—6个月期间，不仅大脑细胞数量增加，和有了成人大脑皮层的六层结构，而且，大脑细胞内部结构进一步分化。细胞内出现了和细胞代谢有密切关系的酶，如琥珀酸脱氢酶、ATP酶、细胞色素氧化酶、碳酸酐酶和胆碱脂酶。
特别是胆碱脂酶的出现，标志着神经系数的成熟的开始。此外，孕6个月时，胎儿大脑细胞内出现尼氏体，这种由发达的粗面内质网和游离的核蛋白体组 成的尼氏体，具有活跃的合成蛋白质的功能，所合成的蛋白质作为营养或酶，对神经递质和神经分泌物的生成，以及执行神经细胞的功能活动，都有重要意义。
伴随上述的细胞形态变化的同时，从胚胎50天可测出微弱的脑电开始，到胎龄7个月时的脑电已经很明显时，标志着胎儿大脑成熟的开始。
到胎龄8—9个月时，胎儿不仅有脑电，而且，对声音的刺激，还有了在胎儿大脑皮层引发出的“听觉诱发电位”，反映这时胎儿已能听到并在大脑感觉到来自母体内外的声音。