I meccanismi della plasticità neurale entrano anche in gioco a seguito di danni cerebrali e stanno alla base dei processi di recupero funzionale, ossia "riorganizzazione" della funzione nella sede originaria; "spostamento" di una data funzione in una nuova area cerebrale; "trasferimento" della funzione compromessa in un'area cerebrale controlaterale; "sostituzione" del deficit con l'apprendimento di strategie comportamentali. Le fasi della plasticità sinaptica sono: "sprouting dendritico", che consiste nell'arborizzazione dei neuroni adiacenti; "rigenerazione assonale", cioè la parziale o totale ricrescita degli assoni dei neuroni danneggiati (relativamente facile da ottenersi in soggetti particolarmente giovani, più raramente in soggetti adulti); "supersensibilità postsinaptica", una situazione in cui aumenta l'accuratezza della trasmissione nervosa e si affina la selettività di trasmissione; "svelamento di sinapsi latenti", che consiste nell'attivazione di sinapsi da sempre esistite, ma fino ad allora inutilizzate.