Mózg nie jest sztywnym schematem połączeń. W ciągu całego życia, doświadczenia, nauka i urazy mogą reorganizować obwody neuronowe. Ta zdolność nazywa się neuroplastycznością. Obejmuje ona zmiany w sile synaptycznej, wzrost lub retrakcję wypustek, powstawanie nowych neuronów w ograniczonych obszarach oraz zmiany w odwzorowaniu funkcji na poziomie anatomicznym na dużą skalę.

Plastyczność jest najbardziej bujna w krytycznych okresach rozwoju, ale utrzymuje się w wieku dorosłym i można ją wzmocnić za pomocą treningu, neuromodulacji lub środków farmakologicznych. Po urazie resztkowa plastyczność wspomaga odzyskiwanie funkcji, choć może również prowadzić do niekorzystnych skutków, takich jak ból fantomowy czy dystonia ogniskowa.

Mechanizmy molekularne obejmują długotrwałe wzmocnienie i depresję, strukturalną przebudowę kolców nerwowych oraz zmiany w tonie hamującym, które otwierają możliwości zmian. Zrozumienie, jak kierować plastycznością, jest głównym celem nauki o rehabilitacji oraz wysiłków na rzecz leczenia zaburzeń rozwojowych i psychicznych.

Nawet kilka dni zmienionych wrażeń sensorycznych może w mierzalny sposób zmienić mapy korowe.