DHA是大腦細胞膜的重要構成成分，參與腦細胞的形成和發育，對神經細胞軸突的延伸和新突起的形成有重要作用，可維持神經細胞的正常生理活動，參與大腦思維和記憶形成過程。
母乳中含有長鏈多不飽和脂肪酸，過去認為嬰兒可能通過延伸酶和去不飽和酶將兩種必需C18脂肪酸合成長鏈多不飽和脂肪酸，但因為嬰兒在出生後第一個月相關的酶系統並未發揮作用，無法自身合成，因此，人工餵養的嬰兒錯過了腦中長鏈多不飽和脂肪酸累積的主要階段，並有研究發現母乳餵養兒的認知發育分數比人工餵養兒高得多。對無法進行母乳餵養兒新增DHA，並與未新增組和母乳餵養組對比考察嬰兒體格發育速率的關係，結果表明，新增組體重一直保持第1位，身長從第3位追至第2位（母乳組第1位），頭圍升至第1位，DHA的新增提高了嬰幼兒對配方奶粉的耐受性。頭圍的增長是腦發育的重要前提和容量外環境，也是各項生長髮育指標中最難增長的，新增組頭圍的增長高於其他兩組，表明新增DHA對促進出生後腦容量發育具有重大意義。
