I alle virveldyr består hjernen av tre hoveddeler som opptrer i fosteret som tre primære hjerneblærer fremme på ryggstrengen:
forhjerne, midthjerne og bakhjerne.
Fra fosteranleggene utvikles så de følgende strukturene til en voksen hjerne:
- forhjerne separeres i luktelappene og hemisfærehjernen,
- midthjernen er delt i synslappen og hørsellappen,
- bakhjernen er delt i lillhjernen, den forlengede marg og hjernebroen.
Avstøpninger av hjernehulrommet
Hjernekassen danner den bakre del av virveldyrenes hodeskalle. Den inneholder hjernen som bakerst står i kontakt med ryggmargen. Hvis hjernekassen etter dyrets død fylles av sediment kan det dannes en naturlig avstøpning av hjernehulrommet. Avstøpningen kan gi oss informasjon om hjernens form, overflate og blodårer. Med denne informasjonen er det mulig å danne seg et bilde av hjernens utvikling.
Pattedyrlignende reptiler
Hos de avanserte reptiler opptrer hjernebarke for første gang i trias, men den er kun i et lite område.
Avstøpning av hjernehulrommet hos Thrinaxodon, et pattedyrlignende reptil fra tidlig trias. Hemisfærehjernen er lite utviklet.
Tidllige pattedyr
De første pattedyrene i mesozoicum hadde større hemisfærehjerne enn de pattedyrlignende reptilene.
Hos de første plasentale pattedyrene var midthjernen synlig fra oversiden og lillehjernen vokste utover til sidene. Hjerne og hodeskalle strukturer hos mesozoiske pattedyr viser at de hadde høyt utviklet lukt og hørsel, trekk som viser at de var nattdyr.
Avstøpninger av hjernehulrommet hos tertiære pattedyr
Hos tertiære pattedyr blle hjernen gradvis større og hemisfærehjernen blir stadig mer foldet etter bestemte mønstre. Folding er en effektiv måte å øke overflaten på og dermed massen av hemisfærehjernen uten å gjøre hjernekassen større. I de fleste tertiære og nålevende pattedyr dekkes midthjernen fullstendig av hemisfærehjernen. Den kan ikke sees fra oversiden.
Primatenes hjerne
Et av primatenes viktigste kjennetegn er den store hjernen i forhold til kroppsstørrelsen. Mer enn halvparten av hjernevolumet hos primatene består av en meget stor og sterkt foldet hemisfærehjerne.