Los circuitos neuronales son la base de nuestro comportamiento. Aunque se hallan determinados genéticamente, constituyen una red dinámica que posee la capacidad de cambiar en respuesta a las variaciones del entorno. En el sistema nervioso coexisten los circuitos responsables de funciones cerebrales específicas con otros que modifican su funcionamiento según la experiencia, lo cual posibilita el aprendizaje. A esta propiedad se la conoce como plasticidad neuronal, término inicialmente usado por Ion Minea en el sistema nervioso periférico y adoptado más tarde por Santiago Ramón y Cajal para referirse a la capacidad regenerativa del sistema nervioso central. El concepto fue desarrollado más tarde por el neurólogo Jerzy Konorski, y posteriormente postulado a nivel sináptico por Donald Hebb en el conocido aforismo «las neuronas que se activan juntas permanecen juntas», principio del aprendizaje asociativo mediante el cual la activación simultánea de dos neuronas refuerza la conexión sináptica entre ellas.
La plasticidad del sistema nervioso central, y en concreto de la corteza cerebral, no permanece constante durante toda la vida. En los mamíferos se ha definido una ventana crítica, que corresponde al período de vida posterior al nacimiento en el que el cerebro posee una elevada capacidad de adaptación al entorno. Durante ese tiempo, los circuitos neuronales son especialmente plásticos y sensibles a los estímulos ambientales cambiantes. La duración del período crítico depende de la especie y del sistema sensorial considerados. En el desarrollo de la visión binocular en niños, se prolonga entre tres y ocho meses.