大脑皮质为大脑表层的灰质，是神经系统的高级中枢，厚为1.5～4.5mm，不同回区的大脑皮质厚度不一。大脑皮质由大量神经元及神经胶质细胞构成，其内神经元多为多极神经元，可分为数种，主要是锥体细胞、颗粒细胞、梭形细胞，新皮质一般分为六层，由浅至深依次为分子层、外颗粒层、外锥体细胞层、内颗粒层、内锥体细胞层和多形细胞层。大脑皮质内神经元分为两大类，即传出神经元和联络神经元。大脑皮质内神经元是呈纵向柱状排列的，称为垂直柱，其贯穿皮质全层，大小不等，包括传入纤维、传出纤维和联络神经元。

小脑表面由许多平行的横沟，将小脑分隔成许多叶片。叶片表面为小脑皮质，皮质下为髓质。小脑皮质分为三层，由外到内依次分为分子层、浦肯野细胞层和颗粒层。分子层较厚，细胞少，主要由无髓神经纤维及少量星形细胞和蓝状细胞组成；浦肯野细胞层由一层浦肯野细胞胞体平行排列而成；颗粒层由大量的颗粒细胞和高尔基细胞组成。小脑皮质内有五种神经元，分别位于这层内。

脑髓鞘形成开始于胚胎第5个月，持续至出生后。髓鞘形成由尾侧向头侧，由背侧向腹侧。脑干髓鞘形成早于小脑和基底节，小脑和基底节早于大脑。大脑半球髓鞘形成是由后向前，枕叶早于额叶。脑干背侧的内侧丘系、内侧纵行纤维束的髓鞘形成早于腹侧。脑早期功能区的发育和髓鞘形成早于其他区域，如脑干内侧纵行纤维束、内外丘系、上下小脑脚，这些部位传导前庭、听觉、触觉和本体感觉，在出生时髓鞘已经形成。膝状体、距状回、中央后回、中央前回区域髓鞘发育相对较早，而顶叶后份、颞叶和额叶感觉整合功能区髓鞘发育相对晚。2岁前髓鞘发育比较快，2岁以后相对缓慢。

新生儿及婴幼儿MRI信号与脑含水量及髓鞘发育密切相关，出生时因脑白质含水量高，灰、白质含水量相近，随髓鞘发育，脑白质含水量减少，灰质含水量高于白质。新生儿脑T ₁WI表现与成年人脑T ₂WI表现大体相似，其脑白质信号比脑灰质信号低。随脑白质发育成熟，信号逐渐增高超过灰质。出生时T ₁WI显示丘脑腹外侧、苍白球、内囊后肢后份为高信号。新生儿脑T ₂WI表现与成年人脑T ₁WI表现大体相似，其脑白质信号较脑灰质信号高。脑白质的成熟在T ₂WI上表现为信号减低。早产儿和足月新生儿侧脑室前角顶可见小灰质信号灶，为生发基质。

MRI平扫，根据脑白质含水量及髓鞘发育不同，将脑灰、白质在T ₂WI上表现分为五期：第一期（新生儿期脑表现）小脑蚓部、大脑脚、脑干、基底节及背侧丘脑呈低信号，大脑深部白质、皮质及皮质下白质呈高信号，灰、白质界限清楚（图1-1-1）。第二期（生后1～6个月）大脑深部白质及皮质下白质呈高信号，额叶及枕叶白质区见树枝状高信号，皮质增厚呈低信号（图1-1-2）。第三期（生后6～7个月）枕叶深部白质与皮质下白质髓鞘化，呈稍低信号，额顶叶白质仍呈高信号，皮质呈低信号（图1-1-3）。第四期（生后7～12个月）也称等信号期，大脑深部白质、皮质及皮质下白质呈等信号，界限不清，小脑蚓部、大脑脚、脑干、基底节及背侧丘脑呈稍低信号（图1-1-4）。第五期（生后> 12个月）大脑深部白质呈低信号，皮质呈稍高信号，基底节、背侧丘脑等中央部位与外围皮质呈等信号（图1-1-5）。2岁以后脑实质信号接近成人，大脑皮质T ₁WI信号低于脑白质，T ₂WI信号高于脑白质。自出生至6个月T ₁WI观察脑发育比较好，6个月至18个月T ₂WI观察脑发育比较好。

另外，脑实质MRI信号还与脑内生理性铁沉积有关，不同部位铁沉积时间不同，以苍白球最早，始于第6个月，其次是黑质（9～12个月）、红核（18～24个月）及小脑齿状核（3岁以后），10岁以后苍白球、黑质、红核等部位T ₂WI信号低于脑白质，15岁苍白球、小脑齿状核T ₂WI信号呈低信号。

胼胝体从胚胎至成年发生一系列变化。在MRI上了解正常胼胝体出生后的变化非常有意义，生后胼胝体的发育可以反映髓鞘成熟的情况。足月前胼胝体呈低信号，比皮质信号低，且形态非常薄，部分病例在常规矢状位图像上不能看到。接近足月或足月新生儿，胼胝体通常可以在矢状位图像上见到，其信号与皮质信号接近，此时胼胝体形态扁而薄，膝部和压部无增厚。生后2～3个月胼胝体膝部增厚。胼胝体压部4～5个月以前生长缓慢，此后迅速增大，至第7个月时，压部与膝部大小一致，此后1年内膝部与压部还会有适度的增长。9～10个月时，胼胝体发育接近成年人。婴幼儿期胼胝体体部生长稳定，体部与压部连接处可以局限变薄，称为峡部，见于约22%的病例，直到成年人仍然可以见到。

胎儿和新生儿垂体上缘微突，与脑组织相比，T ₁WI呈高信号，此后信号强度逐渐减低，体积逐渐减小，直至出生后2个月。2个月时垂体上缘变平，T ₁WI上垂体信号与脑皮质相同。神经垂体T ₁WI上呈高信号。2个月以内新生儿或婴幼儿腺垂体因分泌功能活跃致结合水增多，T ₁WI呈高信号，2个月后逐渐降低与脑桥信号相等。儿童期垂体各个径线缓慢生长，垂体上缘平直或轻微上突，矢状位图像观察垂体高径在2～6mm。青春期时，垂体大小变化差异较大，女性尤为显著，女性垂体上缘可以突起，垂体高度可以达10mm。此后5～8年垂体缓慢生长接近成年人。

脑脊膜由外到内分为硬膜、蛛网膜和软膜三层。

硬膜包括硬脑膜和硬脊膜，是较厚而坚韧的致密结缔组织，硬脑膜可分为两层，部分硬脑膜的两层之间留有腔隙，腔表面衬有内皮，形成硬膜窦，如矢状窦、横窦等，脑的静脉血汇入其内。硬脊膜与椎管的骨内膜之间的间隙为硬膜外间隙，内有脊神经根、脂肪、椎内静脉丛、淋巴管等。硬膜与蛛网膜之间有一狭窄的间隙，称硬膜下间隙，内含少量液体。

蛛网膜由薄层纤细的结缔组织构成，结缔组织形成许多小梁与软膜相连，小梁之间的腔隙称蛛网膜下隙，内含脑脊液。上矢状窦两侧的蛛网膜形成许多绒毛状的突起，突入窦内，称蛛网膜粒，脑脊液由此渗入窦内，回流入静脉。

软膜紧贴在脑和脊髓表面的薄层结缔组织，含丰富的血管，可供应脑及脊髓的营养，在软膜的表面和蛛网膜的内外表面以及小梁的表面均覆盖有单层扁平上皮。

正常硬脑膜在CT图像上不能显示，在MRI平扫时，偶可在T ₁WI表现为非连续性、薄的短线状中等偏低信号，以双侧颞部明显。正常沟回显示清晰，而软脑膜和蛛网膜难以显示。因此，脑膜病变通常需要行MRI增强检查才能准确显示。

脉络丛是富含血管的软膜与室管膜共同向脑室内突出而形成的皱襞状结构，其中的脉络丛上皮细胞分泌的无色透明液体为脑脊液。

脑室大小与月龄有关，出生时呈条带状及裂隙状，以后逐渐增大，6个月后逐渐缩小，到2岁左右停止缩小。衡量脑室大小的指标包括尾状核指数（尾状核头部的侧脑室最外端间距离与同层面同水平大脑最大横径之比值）、侧脑室前角指数（侧脑室前角间距离与同层面同水平大脑最大横径之比值）、侧脑室体部指数（侧脑室体外缘最小径与同层面同水平大脑最大横径之比值）等，以尾状核指数常用、可靠，一般认为尾状核指数大于0.23为脑室扩大。新生儿常可见透明隔间腔，为脑发育正常表现，宽度不大于10mm。婴幼儿期脑外间隙较宽，尤其是3～6个月最明显，额部脑外间隙可达6mm，颞部可达8mm，1岁后达平衡。目前认为1岁以内脑外间隙宽度大于8mm，1岁后大于4mm提示增宽。

脑室与脑外间隙在CT上呈低密度，MRI上T ₁WI上呈低信号，T ₂WI上呈高信号。

脊髓位于椎管内，呈圆柱形，前后稍扁，由灰质、白质和网状结构三部分构成。灰质位于脊髓中央，呈“蝴蝶”形或H形，中央管位居其中。灰质向前突出的部分称为前角，主要是躯体的运动神经元；向后突出的为后角，有多种神经元。胸腰节段的前角和后角之间还有侧角，主要是内脏运动神经元，灰质内有大量的神经元胞体神经胶质细胞以及细胞的突起和神经纤维。白质位居灰质的四周，借脊髓表面的纵沟，由前向后分前索、侧索和后索三部分，各索内均由上下行的神经纤维束构成，在中央管的腹侧、左右前索间的横行纤维，称白质前联合。脊髓的主要功能是传导上、下行神经冲动和进行反射活动。

脊髓位于硬膜囊内，CT平扫不易区别脊髓与周围蛛网膜、蛛网膜下隙及硬脊膜。常用MRI平扫矢状位T ₁WI、T ₂WI显示，脊髓信号与脑干信号相似，呈带状中等信号，周围为脑脊液信号环绕。