大腦發育是一個復雜的相互作用的過程，其早期分裂能對后來的功能性改變產生長期影響。此過程是通過復雜的細胞內和細胞間信號通道將信號即時傳入和傳出而實現的。長鏈多不飽和脂肪酸（LC－PU FA），特別是共生四烯酸和二十二碳六烯酸（DHA），在大腦發育過程中迅速聚集大腦灰質，腦脂肪酸的組成成分反映了膳食的狀況。膜脂成分能以不同方式影響信號傳導的級聯效應，就LC－PUFA來講，其作用方式是通過二十碳（烷）類介導各種重要調節功能，并可通過影響基因轉錄實現長期調控。
研究證明，與特定脂肪酸缺乏相同，脂肪酸不平衡也會對包括對于環境刺激反應能力在內的發育產生不同影響。例如，盡管由于早期受到環境刺激，飼喂飽和脂肪酸大鼠的受損水迷宮行為有所改善，但這些動物的大腦呈現出樹突分枝模式的復雜性降低。膳食n—3脂肪酸缺乏會影響特殊的神經傳導系統，尤其是前角的多巴胺系統。現已證明，膳食n—3脂肪酸缺乏，可使大鼠在水迷宮中延遲觸壁的行為受到損害，而這種行為是與前角多巴胺功能相關的。
然而，目前還沒有找到這種行為表現與大腦DHA濃度范圍之間的關聯。一些對人類嬰兒的研究表明，DHA在認知功能的發展和一些神經性疾病中可能起作用。這種可能性對人群健康有重要影響。
