De hersenen zijn geen vast bedradingsschema. Gedurende het leven kunnen ervaringen, leerprocessen en verwondingen neurale circuits reorganiseren. Dit vermogen wordt neuroplasticiteit genoemd. Het omvat veranderingen in synaptische sterkte, de groei of krimp van uitlopers, de geboorte van nieuwe neuronen in beperkte gebieden en grootschalige verschuivingen in de koppeling van functies aan de anatomie.

Plasticiteit is het meest uitgesproken tijdens kritieke ontwikkelingsperioden, maar blijft ook in de volwassenheid aanwezig en kan worden versterkt door training, neuromodulatie of farmacologische middelen. Na een blessure ondersteunt de resterende plasticiteit het herstel van de functie, hoewel het ook kan leiden tot onaangepaste gevolgen zoals fantoompijn of focale dystonie.

Moleculaire mechanismen omvatten langetermijnpotentiëring en -depressie, structurele hermodellering van dendritische uitlopers en veranderingen in de remmende tonus die mogelijkheden voor verandering creëren. Inzicht in hoe plasticiteit gestuurd kan worden, is een centraal doel van de revalidatiewetenschap en van de inspanningen om ontwikkelings- en psychiatrische stoornissen te behandelen.

Zelfs een paar dagen van veranderde zintuiglijke ervaringen kunnen de corticale kaarten meetbaar veranderen.