الدماغ ليس مخططًا ثابتًا للوصلات العصبية. فعلى مدار الحياة، يمكن للتجارب والتعلم والإصابات أن تعيد تنظيم الدوائر العصبية. تُعرف هذه القدرة بالمرونة العصبية، وتشمل تغيرات في قوة المشابك العصبية، ونمو أو انكماش الزوائد العصبية، وولادة خلايا عصبية جديدة في مناطق محددة، وتحولات واسعة النطاق في ربط الوظائف بالبنية التشريحية.

تبلغ المرونة العصبية ذروتها خلال المراحل الحرجة من النمو، إلا أنها تستمر في مرحلة البلوغ ويمكن تعزيزها من خلال التدريب أو التعديل العصبي أو الوسائل الدوائية. بعد الإصابة، تدعم المرونة المتبقية استعادة الوظيفة، على الرغم من أنها قد تُنتج أيضًا نتائج سلبية مثل الألم الوهمي أو خلل التوتر البؤري.

تشمل الآليات الجزيئية التقوية والتثبيط طويل الأمد، وإعادة تشكيل بنية التغصنات الشوكية، والتغيرات في النغمة التثبيطية التي تفتح المجال للتغيير. ويُعد فهم كيفية توجيه اللدونة هدفًا محوريًا في علم التأهيل وفي الجهود المبذولة لعلاج الاضطرابات النمائية والنفسية.

حتى بضعة أيام من التجربة الحسية المتغيرة يمكن أن تُحدث تغييراً ملحوظاً في الخرائط القشرية.