Les vertébrés : Le cerveau des vertébrés est composite
Dès le stade initial, la plaque préchordale qui va constituer le système nerveux central prend sa forme définitive : une moelle épinière à l’extrémité supérieure de laquelle est un renflement, le cerveau. 
Il est constitué par des pièces d’ancienneté et de nature complémentaires. Au cours de centaines de millions d’années, des structures nouvelles se sont superposées aux anciennes qui ont persisté. Chacune a apporté des fonctions nouvelles et a exercé un certain contrôle sur les formations sous-jacentes qui toutefois ont conservé une certaine autonomie. Me Lean a proposé de distinguer trois cerveaux apparus successivement :
- L’archencéphale, encore appelé rhombencéphale, simple renflement d’une extrémité du tube neural, est le centre des instincts vitaux et des réflexes dont l’objectif est la conservation de l’individu et de l’espèce : la faim, la soif, la vigilance, la fuite, l’agressivité, le sommeil, la sexualité, la reproduction. A lui se limite le cerveau des Poissons, des Batraciens et des Reptiles. Les Reptiles plafonnent à ce stade de développement ; c’est la raison pour laquelle on l’appelle cerveau reptilien. Chez les Mammifères et chez l’Homme, il est essentiellement constitué par le bulbe et par le tronc cérébral qui fonctionnent avant la naissance. On le divise en myélencéphale et métencéphale.
- Le paléencéphale coiffe l’archencéphale. On l’appelle aussi mésencéphale et cerveau limbique en raison de sa forme en anneau. Il est pourvu d’une écorce rudimentaire. Il apparaît chez les Mammifères inférieurs. A l’inverse de l’archencéphale qui est fixé dans son programme, il est pourvu de capacité d’adaptation ; il est le centre de l’émotivité ; il mémorise les événements et les informations fournies par l’apprentissage.
- Le néencéphale apparaît chez les Mammifères supérieurs et prend toute son importance chez les Primates et surtout chez l’Homme. Il est essentiellement constitué par le diencéphale où sont l’hypothalamus et l’épiphyse, et par le télencéphale formé par le développement des hémisphères cérébraux tels qu’ils recouvrent l’archencéphale et le paléencéphale qu’on ne peut voir que sur la face inférieure ou sur des coupes. L’extension du néocortex due à l’augmentation du nombre de ses neurones et de ses connexions repousse en dedans et réduit l’archicortex et le paléocortex.
Il doit se plisser pour contenir dans la cavité crânienne, ce qui provoque la présence des sillons et des circonvolutions. Le néencéphale est le substratum des fonctions supérieures d’intégration, de coordination et de contrôle : perceptions fines, processus mentaux, mémoire, pensée, raisonnement, parole, créativité…
