婴幼儿时期发生严重的营养不良，会造成发育迟缓、颅骨容量减少，以至于大脑发育达不到正常体积，而且大脑的结构也会出现缺陷。
一些学者曾用死于事故的儿童大脑来做研究，确定正常儿童大脑所拥有的脑细胞量，证实了在1岁半左右脑细胞的数量达到高峰。还有，大脑的发育过程首先是神经细胞迅速分裂、数量递增，继而胶质细胞达到高分解率，随后由于脑髓麟质的沉积和末梢神经的发育、增生，使细胞逐渐增大。后，大约在3岁时，一个有神经轴连接起来的网形成了，这时大脑便发育成熟。这一环紧扣一环的发育过程，主要受条件的影响，发育愈是不成熟，营养条件就越差。
智利的学者对营养不良造成的儿童死亡的大脑进行研究，结果发现这些儿童脑细胞的数量低于正常。不仅如此，还从研究中发现，营养不良的儿童个子矮、头围小，脑髓麟质的储存量和细胞的增生量都低于正常。这些变化和其他地区的调查结果完全吻合。
儿童智力测试仪指出早期营养不良所至大脑发育缺陷，并不一定跟智力低下成必然关系。研究动物行为的心理学家发现一个很有趣的现象：如果给营养不良的动物以适当的刺激，它们就不会再受出生期营养不良而对行为产生影响。因此有的学者提出，行为反常不是单纯的由营养不良所致，而与进一步的恶劣环境也有关系，应该说是这两者相互作用的结果。
这个推论得到一系列调查分析结果的证实。 研究者对有同样营养不良的儿童进行测试，他们一部分生活在丰富多采的环境中，另一部分生活在不良的环境中，结果发现他们的行为、举止等方面存在明显差别。还有，一些虽然早期有营养不良，但生活在良好的环境中的儿童，他们的智商和学习能力却是正常的。
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