Sünnieelsel perioodil muutuvad inimembrüod mõnest rakust täielikult moodustunud beebiks umbes 38 nädalaga. Inimese ajul on sel perioodil oma kasvuaeg ja see kipub olema järjepidev tervete inimlootete jaoks. Sünnieelse aju arengu peamised etapid toimuvad kogu üheksa raseduskuu jooksul, sealhulgas neuraaltoru teke esimesel kuul, ajukoore kasv teisel kuul, meelte areng neljandal kuul ja eraldumine. ajukoorest sagarateks kuuendal kuul.
Teadlased on tänu mitmetele uurimissuundadele suutnud välja mõelda normaalse sünnieelse aju arengu ajakava. Nende hulka kuuluvad ellujäämata embrüote ja loodete surmajärgsed uuringud erinevates loote arenguetappides. Arstid on teinud katseid ja lahkamisi ka inimestega sarnase ajustruktuuriga loomade, näiteks ahvide loodetega. Lõpuks võimaldavad kaasaegsed tehnoloogiad, nagu pildistamine, teadlastel uurida ja jälgida loote sünnieelset aju arengut, kui nad on veel emaüsas. Kõigi nende meetodite abil on eksperdid kaardistanud aju füüsilise arengu ning emotsionaalse ja vaimse arengu.
Sünnieelne aju areng algab sünnieelse perioodi esimesel kuul. Selle aja jooksul võtavad kuju kõik teised peamised elundid. Kolmandaks elunädalaks on inimese süda lööma hakanud. Umbes sel ajal kujuneb välja aju kõige varasem vorm. See struktuur, mida nimetatakse närvitoruks, areneb lõpuks selja- ja ajuks.
Teisel ja kolmandal arengukuul hakkavad embrüo näojooned arenema inimlikumaks, sealhulgas suu, nina, silmad, silmalaud ja kõrvad. Neuraaltoru hakkab sel ajal muutuma aju peamisteks osadeks, sealhulgas ajukooreks. Vastavalt sellele hakkab embrüo sünnieelse arengu kolmandaks kuuks näitama reaktsioone ja reflekse. Loote reaktsioonid välistele kogemustele, nagu eredad valgused ja müra, arenevad neljandal kuul, nagu ka pisikese olendi võime teha näoilmeid.
Sünnieelse aju arengu viiendal kuul hakkab loode neid väljendeid ja reaktsioone tegelikult kontrollima. Sel hetkel on füüsiline areng selline, et loode saab emakas venitada ja isegi ümber pöörata. Eksperdid usuvad, et võime aistingutele teadlikult reageerida tugevneb veelgi kuuendal kuul, mil ajukoor jaguneb eraldi sagarateks. Lootel võib sel hetkel olla isegi võime mäletada.
Sünnieelse aju arengu viimased etapid viimasel trimestril viivad ajuni, mis muutub vähemalt struktuurilt peaaegu sarnaseks täielikult väljakujunenud inimese omaga. Seitsmendaks kuuks areneb sünnieelne aju sooneline kaarjas välimus, mis on seotud täiskasvanu ajuga, ja müeliin areneb aju närvide välisküljele, et neid isoleerida. Ajulaineid saab tuvastada. Seejärel moodustuvad kaheksandal kuul peamised ajukoored, nagu kuulmis- ja visuaalne ajukoor, mis võimaldab lootel mõista, mida ta näeb ja kuuleb. Loote aju sisaldab viimasel kuul umbes sama palju neuronirakke kui täiskasvanu ajus, kuigi sündides on see vaid neljandik täiskasvanu omast.