Während des lebenslangen, schon vor der Geburt beginnenden Lernens unterliegt das Gehirn ständigen Umstrukturierungen. Man unterscheidet vorgeburtlich eine Neuronenbildungs- und Verknüpfungsphase und nachgeburtlich zwei Reorganisationsphasen mit dem Abbau von Synapsen. Parallel dazu erfolgt die Myeliniserung und somit die Erhöhung der Leitungsgeschwindigkeit wichtiger Nervenbahnen.

Die Entwicklung des Gehirns

19 Tage nach der Befruchtung ist im menschlichen Embryo erstmals Nervengewebe sichtbar, das am 26. Tag das Gehirn als Verdickung erkennen lässt. Bis zur 19. Schwangerschaftswoche sind alle wesentlichen Gehirnstrukturen und die Mehrzahl der Gehirnzellen angelegt. Eine erste planlose, aber umfangreiche Verknüpfungswelle erfolgt in der zweiten Schwangerschaftshälfte. Ab der 5. Woche werden erste Tast-Erfahrungen gespeichert. Im Fötus, also ab dem 3. Monat stabilisieren sich genetisch bedingt und umweltgesteuert erste Verbindungen im Gehirn. Die Axone fur den Atmemreflex und weitere vegetative Vorgänge werden schrittweise myelinisiert. Später auch solche in primären Verarbeitungszentren, vor allem die Tast-Eindrücke werden hier nun regelmäßig ausgewertet. Ab dem 6. Monat ist Hören nachweisbar und der Hörnerv wird langsam myelinisiert. Ab dem 7. Monat kann der Fötus riechen und schmecken.

Nach der Geburt wächst das Gehirn hauptsächlich durch Myelinisierung. Am weitesten ist jetzt im Bereich von Mund und Lippen die Verarbeitung des Tastsinns fortgeschritten, weswegen auch alles in den Mund gesteckt wird in diesem Alter. Die Finger werden erst mit 2-3 Jahren relevant.
Bis zum Ende des ersten Lebensjahrs werden sensorische und motorische Areale myelinisiert. Weitere Erfahrungen kann der Säugling wegen fehlender Myelinisierung noch kaum verarbeiten. Auch die verlangsamte Reizleitungs- und damit Reaktionsgeschwindigkeit eines Kindes bis zum etwa 6. Lebensjahr liegt an unvollständiger Myelinisierung der entsprechenden Nervenbahnen.

Bis zum 2. Lebensjahr setzt sich die Synapsenildung jetzt durch Lernen gesteuert fort. Dann kommt es aber auch zu intensivem Abbau, denn bis zu 20 Milliarden Synapsen können täglich entfallen, wobei Unwichtiges eliminiert wird.
Im Alter von 3-4 Jahren ist unser Wortschatz so umfangreich, dass persönlich Erlebtes erinnert werden kann. Frühere Begebenheiten sind kaum präsent. Verstehen und Aussprechen der Muttersprache lernt das Kind intuitiv durch Nachahmung. So werden Grammatikregeln vom Großhirn aus der Muttersprache extrahiert, im Gedächtnis verankert und unbewusst angewandt. Nicht mehr benötigte Verbindungen werden in einer ersten Reorganisationsphase des Gehirns eliminiert.

Mit Schulbeginn sind im Bereich des Arbeitsgedächtnisses größere kognitive Leistungen möglich. Diverse Regeln können jetzt schrittweise erlernt und auf Beispielen angewandt werden.
Auf eine erneute Phase der Synpasenbildung, die bis zum Alter von ca. 12 Jahren dauert, folgt eine zweite Reorganisation des Gehirns, die mit der Pubertät beginnt. Erst nach ihrem Ende dominieren myeliniserte Bahnen überall in unserem Großhirn. In dieser abschließenden Phase werden zuletzt die für das Lernen ethischer Erfahrungen und Werte relevanten Areale myelinisiert. Heranwachsende sind daher erst allmählich in der Lage, die Folgen ihrer Handlungen abzuschätzen und zu bewerten. Ihre Reaktionen stützen sich zunehmend auf erlerntes Wissen und eingeprägte Wertevorstellungen.
Äußere Belohnung oder Bestrafung, bzw. Lust oder Unlust verlieren individuell verschieden zwischen dem 15. und 25. Lebensjahr als Handlungsantrieb Bedeutung.

Zwar lernen ältere Menschen anders und langsamer als jüngere, sie verfügen aber trotzdem über einen Schatz an vorstrukturiertem Wissen und verknüpften Erfahrungen, in den sie Neues und Bedeutendes immer besser integrieren.
Pro Tag sterben bei Erwachsenen ca. 6000 nicht aktivierte Neuronen ab. Krankheiten, Alkohol und sonstiger Drogenkonsum können die Absterberate drastisch erhöhen, sodass Einschränkungen bei Lernen und Gedächtnis auftreten.