在脊椎动物的胚胎发育中，神经管形成之初，其前部为脑形成区，不久分成三个前后排列的脑泡。其中，最后方的为菱脑。

1、菱脑泡：

在胚胎3个脑泡时期位于最后方的脑泡。直接与脊髓相连。因管腔扩大成第四脑室，顶板扩张变薄，参与形成脉络丛。翼板发育成延髓和脑桥的若干感觉中继核和橄榄核；基板则发育成若干运动核。边缘层有大脑下行的纵纤维束形成锥体。菱脑顶部的前外侧区增厚，称菱形唇，由此发育成小脑；菱脑腹侧有连接大脑的横纤维(桥小脑纤维)越过，形成脑桥。

2、第四脑室：

第四脑室是菱脑的中央管扩展而成的菱形腔，位于脑桥延髓之后与小脑蚓部之中。第四脑室分为上角、下角、室顶和侧角。

上角：借中脑水管和第三脑室相通。

下角：通入延髓下段的中央管。

室顶：形似帐篷，其尖顶朝向小脑。室顶的嘴侧壁，由张于左右结合臂之间的前髓帆组成；尾侧壁则由后髓帆与第四脑室脉络组织组成。

侧角：两侧角先向两侧延伸，越过绳状体再转向腹侧，形成第四脑室外侧隐窝，在此有一向腹侧开口的第四脑室外侧孔，经此孔通入蛛网膜下腔。将近菱形窝下角处有一第四脑室正中孔。

第四脑室脉络丛分为纵横两部：两横部以水平位向两侧延伸，外端经外侧孔突入蛛网膜下腔。两纵部平行向尾侧，其下端会合经正中孔突入小脑延髓池。

脑起源于神经管头端的膨大区。在胚胎第4周末期，神经管头端膨大形成三个原始脑泡，分别称前脑、中脑和菱脑。前脑最大，左、右侧壁向外突出成囊，称眼泡。到第5周时，由于头部的生长和脑上、下壁生长速度不平衡，在中脑区出现一个向腹方屈曲的中脑曲。同时前脑也分化为端脑和间脑二部，端脑将主要演变为大脑半球。间脑则为丘脑原基。进入第6周时，菱脑也开始分化为后脑和延髓。在形态上明显区分为五部：端脑、间脑、中脑、后脑和延髓(末脑)，成为五脑泡期。此时，在延髓与脊髓交界处出现颈曲，在颈曲与中脑曲之间由于菱脑区的不均等生长而产生脑桥曲。7～8周时，后脑开始分化为桥脑和小脑。上述各脑泡中的腔随脑壁的增厚发育而发生变化，以后形成脑室。

脑开始发育时，其基本结构与早期脊髓相似。脑壁除顶板和底板外，侧壁内面也有界沟将其分为背部的翼板和腹部的基板，但界沟只达到中脑和前脑交界处，底板仅伸展至中脑的后缘，而基板则终止于其前缘，故间脑与端脑几乎全部由翼板构成。翼板内的成神经细胞分化为脑的感觉核团；基板内的分化为运动核团。这些核团和脊髓中的灰质柱一样，大多延伸成细胞柱。按核团的性质，脑的运动核又可分为三类：支配起源于体节肌肉的躯体传出核团，支配平滑肌、心肌和腺体活动的一般内脏传出核团，即副交感核团和支配起源于鳃弓的肌肉(咀嚼肌、面肌和咽喉肌等)的特殊内脏传出核团。感觉核团分为四类：接受躯体感受器冲动的一般躯体传入核团；接受从位听器传来的冲动的特殊躯体传入核团；接受内脏感觉冲动的一般内脏传入核团和接受味觉冲动的特殊内脏传入核团。若以界沟为中线，则上述各核团的排列次序是：内脏性核团居内侧，靠近界沟；躯体性核团居外侧，远离界沟。