Il tubo neurale è la struttura embrionale che alla fine forma il cervello e il midollo spinale . Si forma in un processo chiamato neurulazione, nei processi di neurulazione primaria e secondaria. Nei topi, la neurulazione primaria prevale nelle sezioni rostrali dell'embrione, mentre la neurulazione secondaria si verifica nella sezione caudale. Durante la neurulazione primaria, l'ectoderma è diviso nelle cellule della placca neurale posizionate internamente, nell'epidermide posizionata esternamente e nelle cellule della cresta neurale.
La neurulazione primaria inizia quando il mesoderma dorsale sottostante (e l'endoderma faringeo nella regione della testa) segnala alle cellule ectodermiche sopra di esso di allungarsi in cellule della piastra neurale colonnare. I bordi della placca neurale si ispessiscono e migrano verso la linea mediana dell'embrione e la loro eventuale fusione sulla linea mediana dorsale crea un tubo neurale cavo. Il cilindro chiuso si separa dell'ectoderma embrionale in un processo che si pensa sia mediato dall'espressione di diverse molecole di adesione cellulare. Nel topo, la neurulazione inizia il giorno E8.5 (corrispondente alla settimana 3 dell'embrione umano) e termina il giorno E10.5, quando la chiusura è completata a livello sacrale superiore. Il fronte di propagazione della chiusura del tubo neurale si diffonde rapidamente e le pieghe neurali aperte ed elevate, appena caudali ad esso, rappresentano la regione successiva a subire la chiusura. Le due estremità aperte del tubo neurale sono chiamate neuroporo anteriore e neuroporo posteriore. Il processo di neurulazione primaria è conservato in specie come anfibi, rettili, uccelli e mammiferi.
La neurulazione secondaria comporta la formazione di un midollo midollare e il suo successivo svuotamento in un tubo neurale. Nelle rane e nei pulcini, la neurulazione secondaria si osserva solitamente nel tubo neurale delle vertebre lombari (addominali) e della coda. La neurulazione svolge un ruolo nella tempistica di processi aggiuntivi nell'embrione, come l'inizio della migrazione della cresta neurale. Nei mammiferi, le cellule della cresta neurale craniale (che formano le strutture facciali e del collo) migrano mentre le pieghe neurali si elevano (cioè prima della chiusura del tubo neurale), mentre nella regione del midollo spinale le cellule della cresta aspettano fino al completamento della chiusura. I neuroni del tubo neurale proliferano nella zona ventricolare, uno strato adiacente alla cavità del tubo. I neuroni appena nati migrano verso l'esterno per formare due nuovi strati