Menurut MacLean, otak manusia memiliki tiga bagian dasar yang seluruhnya dikenal sebagai triune brain/three in one brain (dalam DePorter & Hernacki, 2001). Bagian pertama adalah batang otak, bagian kedua sistem limbik dan yang ketiga adalah neokorteks.
Batang otak memiliki kesamaan struktur dengan otak reptil. Otak seperti ini dijumpai juga pada hewan seperti kadal dan buaya sehingga sering juga disebut dengan otak reptil. Otak reptil mengatur "perasaan teritorial" sebagai insting primitif. Contohnya kita akan merasa tidak nyaman, terancam dan bahkan marah ketika seseorang terlalu dekat dengan anda
Bagian otak ini bertanggungjawab atas fungsi-fungsi motorik, sensorik, dan pengetahuan fisik yang berasal dari panca indra. Perilaku yang dikembangkan bagian ini adalah perilaku untuk mempertahankan hidup, dorongan untuk mempertahankan spesies. Batang otak (brainstem) berada di dalam tulang tengkorak atau rongga kepala bagian dasar, muncul dari tulang punggung. Bagian otak ini mengatur fungsi dasar manusia termasuk pernapasan, denyut jantung dan insting lain seperti respons fight or flight saat bahaya mengancam.
Keberbakatan (giftesness) adalah suatu potensi bawaan yang disetiap orang mempunyai bentuk yang berbeda satu dengan lainnya. Umumnya mempunyai potensi kuat diberbagai bidang (van Tiel). Anak tersebut mempunyai dorongan dari dalam dirinya untuk selalu mencari tahu. Prestasi belajarnya tidak selalu optimal, bahkan sering kali bermasalah, hal ini disebabkan adanya kesulitan yang terselubung (Silverman 2002).
Cara belajar anak berbakat (cerdas istimewa) adalah melalui proses penglihatan (visual learner), proses berpikirnya berupa gambar. Memerlukan waktu yang lebih lama untuk menterjemahkan gambar menjadi kata (Silverman 2002). Hollingworth mendefinisikan keberbakatan sebagai potensi anak yang harus digali sehingga saat dewasa akan lebih berkembang.
Linda Silverman menambahkan bahwa pada anak berbakat didapatkan perkembangan yang tidak sinkron. Jadi tidak hanya IQ dan kemampuan, tapi juga emosi dan hipersensitifitas. Perkembangan yang tidak sinkron dimaksud adalah perkembangan intelektual, fisikdanemosi tidak berjalan dengan kecepatan yang sama. Kemampuan intelektual selalu berkembang lebih cepat.
Dengan adanya perkembangan yang tidak sinkron ini diperlukan modifikasi dalam hal pengasuhan baik oleh orangtua, guru maupun konseloragar anak dapat berkembang optimal.
Pada dasarnya otak anak berbakat adalah hipersensitif, dan akan bertambah dengan latihan. Hal ini bukan hanya terjadi saat pemahaman awal, tapi juga saat melakukan pengumpulan kembali (rekoleksi). Karena impresi pemahaman awal berhubungan dengan proses pengumpulan impresi berikutnya, maka otak akan ditandai dengan adanya peningkatan efisiensi dan kapasitas memori.
Daya ingat tersebut tidak hanya untuk sesuatu yang jelas dan enduring memory, tapi juga ditandai dengan multimodal, melibatkan beberapa daerah memori misalnya asosiasi personal, modalitas sensorik yang beragam misalnya warna, suara, bau, gambar visual, verbal dan impresi yang dialami. Multimodalitas ini menunjukan pada anak cerdas istimewa akan membuat hubungan-hubungan saraf yang tidak biasanya terjadi. Seringkali mereka mempunyai kemampuan special untuk berpikir secara asosiasi/menghubungkan (termasuk analogy dan metafora), dalam analisa dan keterampilan yang terorganisir.
Dengan adanya karakteristik otak yang special tersebut, anak cerdas istimewa menyenangi sensasi yang jelas, ingatan yang tidak biasa (extraordinary), senang mempelajari ilmu pengetahuan, mengadakan asosiasi yang beragam, kemampuan analitiknya lebih besar. Tapi karakteristik ini dapat menimbulkan efek lain yaitu kebenyakan input sensorik, emosional dan memori, hipersensitivitas sensorik,disorganisasi personal, cepat teralih dengan rangsang sensorik, proses yang terlambat karena banyaknya pilihan (option) dan kelelahan mental.
Untuk menjaga keseimbangan tersebut diperlukan kerjasama antara otak bagian depan kanan dan kiri, dimana otak kiri berfungsi sebagai pusat perencana gerak (menentukan tujuan prioritas, cara bekerja secara detail, strategi yang digunakan) dan otak kanan sebagai pusat kreatifitas (mengkombinasikan ide, sensasi, imaginasi, membuat pendekatan alternative). Kunci untuk dapat berpikir secara optimal adalah dengan mempertahankan komunikasi yang produktif dan kerjasama antara kedua otak. Keterampilanyang kelihatannya analitik, misalnya matematika, ternyata juga memerlukan imajinasi, berpikir asosiasi; sementara itu keterampilan yang tampaknya abstrak dan kreatif memerlukan perencanaan yang detail (Eide).