Das Gehirn ist kein statischer Schaltplan. Im Laufe des Lebens können Erfahrungen, Lernen und Verletzungen neuronale Schaltkreise neu organisieren. Diese Fähigkeit wird als Neuroplastizität bezeichnet. Sie umfasst Veränderungen der synaptischen Stärke, das Wachstum oder den Rückgang von Fortsätzen, die Entstehung neuer Neuronen in begrenzten Bereichen und großflächige Verschiebungen in der Zuordnung von Funktion zu Anatomie.

Die Plastizität des Gehirns ist in kritischen Entwicklungsphasen am stärksten ausgeprägt, bleibt aber auch im Erwachsenenalter bestehen und kann durch Training, Neuromodulation oder medikamentöse Behandlung gefördert werden. Nach einer Verletzung unterstützt die verbleibende Plastizität die Wiederherstellung von Funktionen, kann aber auch zu maladaptiven Folgen wie Phantomschmerzen oder fokaler Dystonie führen.

Zu den molekularen Mechanismen gehören Langzeitpotenzierung und -depression, strukturelle Umgestaltung der Dendritenfortsätze sowie Veränderungen des inhibitorischen Tonus, die neue Möglichkeiten für Veränderungen eröffnen. Zu verstehen, wie Plastizität gezielt gesteuert werden kann, ist ein zentrales Ziel der Rehabilitationswissenschaft und der Bemühungen zur Behandlung von Entwicklungsstörungen und psychiatrischen Erkrankungen.

Schon wenige Tage veränderter Sinneswahrnehmung können messbare Verschiebungen in den kortikalen Karten bewirken.