The neural tube berjalan melalui embrio sepanjang garis tengah dorsal, dari anterior ke bagian yang paling caudal. Ini terbuka di ujungnya, dan lubang ini disebut neuropores. Neuropori menutup saat tabung saraf berdiferensiasi. Jika tidak ditutup, bisa terjadi malformasi yang terkadang bisa berakibat fatal.
Tabung saraf akan berdiferensiasi pada tingkat makroskopik atau anatomis untuk menghasilkan struktur yang berbeda, pada tingkat jaringan, karena ia mengembangkan sistem saraf, dengan kompleksitas yang besar, dan pada tingkat sel, karena berbagai jenis neuron terbentuk dari lapisan sel.
Pada tingkat makroskopik , tabung saraf melebar ke anterior untuk membentuk otak. Regio posterior kurang melebar dan akan membentuk medula spinalis. Semuanya bersama-sama akan membentuk sistem saraf pusat. Di daerah yang akan melahirkan otak, muncul tiga vesikel yang membesar: otak depan, otak tengah, dan rhombencephalon. Alasan pelebaran ini adalah karena cairan yang terkandung dalam lumen tabung, yang akan menjadi cairan serebrospinal, menekan.
Pada tingkat jaringan , sel-sel tabung saraf yang tidak berdiferensiasi mulai membelah. Beberapa tetap menempel pada lampu tabung, sementara yang lain membelah dan tetap di atas yang sebelumnya. Akibatnya, dua daerah terbentuk: zona ventrikel, terdiri dari sel-sel yang menempel pada lumen tabung, dan zona perantara, terdiri dari sel-sel yang kehilangan kemampuan untuk membelah. Sel-sel zona perantara mengirim prosesnya ke zona eksternal, membentuk zona marginal, yang akan memunculkan materi putih. Zona perantara akan menjadi materi abu-abu, dan zona ventrikel ependimosit.
Pada tingkat sel , baik neuron maupun sel glial harus terbentuk. Pada prinsipnya, sel tabung saraf yang sama dapat memberikan kedua sel. Seiring perkembangan berlangsung, sel-sel ini ditentukan: neuroblas akan menghasilkan neuron, dan glioblas menjadi astrosit dan oligodendrosit. Selain itu, neuron harus memperluas prosesnya dan membuat kontak sinaptik yang tepat, dan terkadang jalur ini sangat panjang. Untuk mencapai situs yang benar, akson menyajikan ekspansi dalam proses, yang disebut kerucut pertumbuhan, yang bergerak melalui matriks ekstraseluler dan menjelajahi substrat. Di sisi lain, dari glioblas ada sel-sel prekursor astrosit dan oligodendrosit.
Sedangkan untuk mata , retina juga berasal dari tabung saraf. Dari otak depan sekunder, muncul dua perluasan tabung saraf yang terus memanjang hingga bertemu ektoderm pada permukaan embrio. Induksi terjadi pada ektoderm kulit dan vesikel optik yang meluas, yang berhubungan dengan tabung saraf melalui tangkai optik. Ektoderm menebal dan plakoda lensa terbentuk. Kemudian, vesikel optik melipat sehingga memiliki dua dinding: dinding luar akan membentuk retina pigmentasi dan dinding dalam menjadi retina saraf. Retina adalah satu-satunya organ indera yang berasal dari saraf.