Pendant une grande partie du XXe siècle, on a cru que le cerveau des mammifères adultes était incapable de générer de nouveaux neurones. Cette conception a été révisée. La neurogenèse – la naissance de nouveaux neurones – se poursuit dans des régions restreintes, notamment le gyrus denté de l'hippocampe et la zone sous-ventriculaire qui innerve le bulbe olfactif.

Les cellules souches neurales se divisent et produisent des progéniteurs intermédiaires qui se différencient en neurones. Ces derniers migrent, arrivent à maturité et s'intègrent aux circuits neuronaux existants. Ce processus est régulé par l'expérience, le stress, l'exercice physique et de nombreux signaux moléculaires. Les nouveaux neurones de l'hippocampe semblent contribuer à certaines formes d'apprentissage et à la régulation de l'humeur.

L'existence d'une neurogenèse significative dans le néocortex humain adulte reste sujette à débat. Même une neurogenèse adulte limitée ouvre des perspectives de réparation après une lésion et permet de mieux comprendre la plasticité cérébrale tout au long de la vie. Stimuler ou orienter ce processus constitue un objectif thérapeutique majeur.

Les techniques de marquage qui permettent de repérer les cellules en division ont rendu ce phénomène visible et quantifiable.