神经元负责处理和储存与脑功能相关的信息。神经元是特异化的，具有放电功能的一种细胞类型。神经元之间形成称为突触的相互连接，构成复杂的神经网络。
神经胶质细胞起到支持作用，其已知的主要功能包括形成神经元轴突外的髓鞘，神经元养分供应和新陈代谢，参与脑中的信号转导等。
一旦发育完成后，再也不会增殖。人的一生就只有出生时那个数目的脑细胞可供利用，大约10000亿个。其中神经元约为1000亿个，神经胶质细胞与神经元数量的比例为10:1，而大脑皮层的神经元数目为140亿个。骨骼、肝脏、肌肉等其它器官或组织损伤后可因细胞分裂增殖很快得以恢复，唯独脑细胞不可以分裂再生。人类从出生后的3年后，脑细胞急速发育，脑细胞突触的数量是成人的两倍。在大脑正在形成新的突触时，同时也会除去那些用不到的突触，这个过程叫做突触修剪。经常被用到的神经元会茁壮成长，而不常被用到的则会枯萎，凋亡。大脑大约在14岁左右完成突触修剪，此后，那些用不到的脑细胞仍会死亡，留下那些经常使用的脑细胞，所以，脑细胞减少的过程早在出生后不久就开始了，而并不是此前说的20岁过后。
一旦发育完成后，再也不会增殖。人的一生就只有出生时那个数目的脑细胞可供利用，大约140亿个。骨骼、肝脏、肌肉等其它器官或组织损伤后可因细胞分裂增殖很快得以恢复，以往认为唯独脑细胞不可再生。1992年，Reynodls等从成年小鼠脑纹状体中分离出能在体外不断分裂增殖，且具有多种分化潜能的细胞群，并正式提出了神经干细胞(NSC)的概念，从而打破了认为神经细胞不能再生的传统理论。
人类脑细胞大约10000亿个。其中神经元约为1000亿个，神经胶质细胞与神经元数量的比例为10:1，而大脑皮层的神经元数目为140亿个。骨骼、肝脏、肌肉等其它器官或组织损伤后可因细胞分裂增殖很快得以恢复，唯独脑细胞不可以分裂再生。人类从出生后的3年后，脑细胞急速发育，脑细胞突触的数量是成人的两倍。在大脑正在形成新的突触时，同时也会除去那些用不到的突触，这个过程叫做突触修剪。经常被用到的神经元会茁壮成长，而不常被用到的则会枯萎，凋亡。大脑大约在14岁左右完成突触修剪，此后，那些用不到的脑细胞仍会死亡，留下那些经常使用的脑细胞，所以，脑细胞减少的过程早在出生后不久就开始了，而并不是此前说的20岁过后。
但是，并不是脑内所有部位都以相同比例减少，如脑干部位的细胞就几乎没有变化。从这点来看脑干是人类生存绝对必须的部位，此部位破坏了，就会使各脏器失去功能。这种与维持最低生命活动相关的部位在发生学中是最早成熟的部位，出生刚一天的婴儿，其脑干部位的动眼神经的髓鞘就已完全发育好。这样的部位，不但不受年龄变化的影响，同时也不易受到疾病的侵害。是否存在沉睡中的，未被开发的脑细胞(神经元)?按照传统观点认为，人类大脑最多利用了10%，甚至不到。他本来是用来调侃爱因斯坦的，并没有任何科学依据。这句话之所以会流行长达半个世纪之久最主要的原因是他对人类起到了一个积极的心理作用，让人们认为大脑的潜力是非常大的。但是很遗憾，现代核磁共振成像已经证明，人类脑细胞的利用率是接近100%的并不存在沉睡中的，未利用的脑细胞是，没用过的脑细胞都会随着时间的流逝而凋亡，不会一直存在。
脑细胞彼此间联络的线路绝大多数在人出生后，受到外界环境的刺激而逐步发展形成的。脑细胞联络线路越多，就越能发挥各细胞彼此之间的分工合作，人就越聪明，智商就越高。因此，一个婴儿出世后，如将其与外界隔离，各细胞间的联络线路就无法发展，将来绝不会是一个高智商的人。
脑细胞是脑活动的最小单位，如果将每个细胞比喻为一部电话交换机的话，其电话线路比全世界的电话网络还要复杂1400倍。
脑细胞增殖高峰阶段，(3―6个月)。3―6个月是胎儿脑细胞增殖的第一个高峰，这个阶段胎儿的脑细胞以平均每分钟25万个的增长速度急剧增加，到出生时脑细胞生长发育好的优生儿会有1000亿个脑神经细胞。这里特别强调的是：孩子的脑神经细胞只能在子宫里生长，出生后不可能增加，错过这个机会再补充任何营养素也无作用。
胎儿7个月到出生――是脑细胞生长发育的第二阶段，这个阶段脑细胞持续增加，细胞体积增大，树突分枝增加，突触开始形成。特别说明的是：第二阶段是脑细胞数量在子宫里最后一次增加的时期，一旦错过将终生脑细胞数量不足，同时脑细胞质量等级也主要由这个阶段决定，特别强调脑的反应速度，记忆力，思维能力，智商，优生可没有追赶式，一旦孩子出生，脑细胞质量终生难以改变，妈妈要避免给孩子造成终生难以弥补的遗憾!
孩子出生后1年内是脑细胞增长的最后一个高峰。这个阶段脑神经细胞体持续增大，神经胶质细胞迅速分裂增殖，神经细胞组成整个身体传送信息的神经通道，就像传送电讯号的电路一样。
德国慕尼黑GSF国家环境与健康研究中心干细胞研究所的马吉达娜・戈特教授领导的研究小组近日发现，使用特殊的调节蛋白，星形胶质细胞能分化成功能性神经细胞，这有望成为替代因伤痛或疾病而受损的脑细胞的新方法。
人脑中的大多数细胞并不是神经细胞而是星形胶质细胞。以前，人们一直将胶质细胞仅看作将神经细胞连接在一起的“胶粘剂”。几年前，该研究小组已证明，这些胶质细胞在生长过程中同干细胞一样，能分化成功能性的神经细胞。但是，该细胞在生长后期分化能力消失。于是，成年人的大脑受损后，胶质细胞不能再产生任何神经细胞。
为了能使该过程一直发挥作用，科学家研究了在胶质细胞生长分化成神经细胞的过程中，究竟是什么分子开关起了重要作用。分子开关是精确控制细胞内信号传递反应的蛋白质。研究人员将这些调节蛋白引入成人大脑的胶质细胞中，通过开启神经元蛋白的表达而使胶质细胞获得响应，从而使胶质细胞能继续分化成神经细胞。
研究人员证明，从胶质细胞中再生出新的功能性神经细胞，单个调节蛋白就足够。他们指出，胶质细胞需要较多的时日重新编程，直到它们长成正常神经细胞的样子，具有正常神经细胞明显的电特性。这个结果令人振奋，因为从成人的胶质细胞中再生出功能正常的神经细胞非常关键，这意味着科学家在发现替代受损脑细胞的神经细胞之路上迈出了一大步。
20世纪初，德国神经病学家费尔德曾断言，受损的脑细胞不可再生。受到“神经细胞不可再生”理论的影响，近一个世纪以来，医学界把脑病治疗的重点主要放在脑血管上，而对脑细胞修复的研究相对滞后。直到2006年，科学家才发现，成人脑细胞被植入实验鼠大脑后，仍可生长出新的神经细胞。