Beynin statik bir organ olduğu görüşü, geçen yüzyılın ortasından itibaren yerini köklü biçimde değiştiren bir paradigmaya bırakmıştır. Nöroplastisite beyin değişimi araştırmaları, sinaptik, hücresel ve ağ düzeylerinde gerçekleşen bu dönüşümün mekanizmalarını giderek daha ayrıntılı çözümlemektedir. Sinaptik plastisite, en iyi anlaşılmış mekanizma olarak uzun süreli potansiyasyon (LTP) ve uzun süreli depresyon (LTD) süreçlerine dayanır. Hebb'in öğrenme ilkesi, "birlikte ateşlenen nöronlar birbirine bağlanır", moleküler düzeyde NMDA reseptörlerinin kalsiyum geçişleriyle başlayan bir kinaz aktivasyon kaskadını tetikler. Bu kaskad, AMPA reseptörlerinin sinaptik zarfa göçünü ve aktin polimerleşmesiyle dendritik diken büyümesini sağlar. Söz konusu yapısal değişiklikler saatler-günler içinde gerçekleşirken, uzun vadeli bellek konsolidasyonu gen transkripsiyonu ve protein sentezi gerektiren adımları da kapsar. Yapısal nöroplastisite, makroskopik MRI çalışmalarıyla da belgelenmiştir. Taksici sürücülerde posterior hipokampüste gri madde yoğunluğunun kontrol grubuna kıyasla yüksek olması, mesleki deneyimin beyin morfolojisine yansımasının klasik örneğidir. Bunun tersine, kronik stres ve kortizol fazlalığı hipokampal nöronlarda dendritik çekilmeye ve nörogenez inhibisyonuna yol açar. Majör depresif bozuklukta hipokampal hacim kaybı, hem stres-nöroplastisite ilişkisinin hem de antidepresan tedaviyle hacim toparlanmasının nörobilimsel kanıtını sunar. Deneyim bağımlı plastisite perspektifinden kritik dönemler tartışması önem taşımaktadır. Görsel korteks için belgelenen hassas dönem, görsel input olmaksızın normal gelişimin gerçekleşmediğini gösterir; bu mekanizmanın ötesinde yetişkin korteksinin de plastisitesi olduğu artık kanıtlanmıştır. Yetişkin nörogenezi, özellikle hipokampal dentat girusun granül hücre tabakasında süregelen yeni nöron üretimini içermektedir. Bu süreç aerobik egzersiz, çevresel zenginleştirme ve belirli antidepresanlarca güçlendirilirken kronik alkol kullanımı ve stresle baskılanmaktadır. Klinik nöroplastisite uygulamalarında beyin stimülasyon yöntemleri öne çıkmaktadır. Tekrarlayan transkraniyal manyetik stimülasyon, belirli kortikal alanlarda LTP benzeri potansiyasyon veya LTD benzeri depresyon oluşturarak nöroplastisite beyin değişimi yolakları üzerinden terapötik etki yaratmaktadır. İnme rehabilitasyonunda motor korteks plastisitesini desteklemek, nörofeedback protokollerinde frontal asimetriyi yeniden düzenlemek bu yaklaşımların somut örnekleridir. Plastisitenin "karanlık yüzü" de klinik pratikte göz ardı edilmemelidir: Kronik ağrı durumlarında somatosensöriyel kortekste patolojik yeniden haritalama, bağımlılık süreçlerinde ödül yolakları düzeyinde kararlı plastisite bu kapsamda değerlendirilir. Tedaviye dirençli olgularda plastisitenin yönünü tersine çevirmek, giderek artan bir araştırma önceliği haline gelmektedir.