Mozek není pevně dané schéma zapojení. V průběhu života mohou zkušenosti, učení a zranění reorganizovat nervové obvody. Tato schopnost se nazývá neuroplasticita. Zahrnuje změny v synaptické síle, růst nebo zatahování výběžků, vznik nových neuronů v omezených oblastech a rozsáhlé posuny v mapování funkcí na anatomii.

Plasticita je nejvýraznější během kritických období vývoje, ale přetrvává i v dospělosti a lze ji zvýšit tréninkem, neuromodulací nebo farmakologickými prostředky. Po zranění reziduální plasticita podporuje obnovení funkcí, i když může také vést k maladaptivním výsledkům, jako je fantomová bolest nebo fokální dystonie.

Molekulární mechanismy zahrnují dlouhodobou potenciaci a depresi, strukturální remodelaci páteří a změny inhibičního tónu, které otevírají možnosti pro změny. Pochopení toho, jak řídit plasticitu, je ústředním cílem rehabilitační vědy a snah o léčbu vývojových a psychiatrických poruch.

I několik dní pozměněných senzorických zážitků může měřitelně posunout kortikální mapy.