A comunidade educacional começou a perceber que entendendo o funcionamento do cérebro pode ajudar a criar novas etapas na educação em pesquisa, políticas educacionais e práticas. 

Como o cérebro aprende 

O cérebro tem alta capacidade para se adaptar em resposta a demandas do ambiente, um processo chamado de neuroplasticidade. Isso envolve criar e fortalecer algumas conexões neurais e diminuir ou eliminar outras. O nível de modificação depende do tipo de aprendizado, com o aprendizado a longo prazo gerando modificações profundas, e do período de aprendizagem, com crianças pequenas apresentando crescimento extraordinário de novas sinapses. 

A neuroplasticidade é importante para o cérebro durante toda a vida. Existem períodos específicos em que alguns tipos de aprendizagem são mais efetivos, apesar de a neuroplasticidade durar a vida inteira. Para estímulos sensoriais como os sons da fala, e para certas experiências emocionais e cognitivas como a exposição à linguagem, os períodos de aprendizagem são relativamente específicos e curtos. Outros, como aquisição de vocabulário, não passam por períodos específicos e podem ser aprendidos em qualquer tempo durante a vida. 

Não existem períodos críticos para aprendizagem, a neuroplasticidade mostra que as pessoas estão sempre aptas a aprender.

 A neuroimagem de adolescentes mostra que o cérebro adolescente está longe de estar maduro e passa por extensa mudança estrutural até bem depois da puberdade. 

A adolescência é um período importante em termos de desenvolvimento emocional em parte devido ao incremento de hormônios no cérebro: o ainda em desenvolvimento córtex préfrontal de adolescentes pode ser uma explicação para o comportamento instável. Adolescentes têm imaturidade emocional e alto potencial cognitivo. 

As mudanças que ocorrem na adolescência são importantes pois é o período educacional em que muita coisa acontece, com importantes decisões a serem tomadas com consequências duradouras em relação à opções pessoais, educacionais e de carreira. As decisões tomadas não devem ser vistas como definitivas. Deve-se ter uma boa diferenciação entre outras formas de educação (formal e informal) e reconhecimento da trajetória da maturidade adolescente. 

Uma pergunta importante a ser feita é como o cérebro emocional do adolescente interage com diferentes ambientes na sala de aula. 

Em adultos mais velhos, fluência ou experiência em uma tarefa podem reduzir níveis de atividade cerebral, isso é ótima eficiência processual. 

Mas o cérebro também regride com a idade e se pararmos de usá-lo. Estudos mostram que a aprendizagem pode ser um método efetivo de impedir a redução funcional do cérebro: quanto mais oportunidades de aprender houverem para adultos e idosos, seja através de educação de jovens e adultos, trabalho ou atividades sociais, maiores as chances de atrasar a aceleração de doenças degenerativas.

A importância do ambiente

 O ambiente é importante para o processo de aprendizagem. Muitos dos fatores ambientais condutivos de aumentar o funcionamento cerebral são fatores do dia a dia: qualidade do ambiente social e interações, alimentação, exercício físico e sono, podem parecer óbvios mas são esquecidos em seu impacto na educação. Condicionando a mente e o corpo corretamente, é possível tirar vantagem do potencial do cérebro para plasticidade e facilitar o processo de aprendizagem. Isso mostra a interdependência do aspecto físico e intelectual e a inter-relação entre emocional e cognitivo. 

Precisamos saber as diferenças culturais, mais especificamente dos dados demográficos do aluno e as diferenças socioculturais.

No centro do cérebro fica o sistema límbico, historicamente chamado de cérebro emocional. Nossas emoções reformulam tecido neural. Em situações de stress excessivo ou medo intenso, julgamento social e performance cognitiva sofrem devido ao comprometimento do processo neural da regulação emocional. 

O stress é essencial para superação de desafios e consequentemente para melhor cognição e aprendizagem, mas acima de um certo nível, tem efeito contrário. Um dos gatilhos mais importantes que motiva as pessoas a aprender são as emoções positivas, a iluminação que vem com o entendimento de novos conceitos, o cérebro responde à isso muito bem. Um dos objetivos da educação infantil deveria ser com que as crianças tenham essa experiência de iluminação o mais cedo possível, e que elas percebam o quanto é prazeroso aprender. 

Controlar as emoções é um ponto importante para aprender; a autorregulação é importante a nível comportamental e emocional nos ambientes sociais. Emoções direcionam ou interrompem o processo psicológico, como a habilidade de focar a atenção, resolver problemas e manter relações. A neurociência começa a identificar regiões cerebrais críticas cuja atividade e desenvolvimento estão diretamente ligados ao autocontrole. 

Isso é relevante para o estudante adulto confrontado com o inconfortável retorno à escola e para o jovem confrontado com as demandas escolares. O medo de errar, a falta de confiança, e problemas como ansiedade matemática são significativos, principalmente na classe mais pobre.

Linguagem, alfabetização e o cérebro 

O cérebro está biologicamente preparado para adquirir linguagem desde o início da vida; o processo de aquisição de linguagem precisa do catalisador da experiência. Existe uma relação inversa entre idade e a efetividade de aprender vários aspectos da linguagem - em geral, quanto mais cedo for exposto à linguagem, mais efetivo é o aprendizado - e a neurociência começou a identificar como o cérebro processa a linguagem comparando crianças e pessoas maduras. Isso é relevante ao ensino de língua estrangeira que necessariamente não começa até a adolescência. Adolescentes e adultos é claro que conseguem aprender uma nova língua, mas apresentam maiores dificuldades. 

Importante salientar que a aprendizagem de outra língua não interfere na competência na língua nativa, crianças aprendendo uma nova língua reforçam a competência na língua nativa. 

A importância dupla no cérebro de som (fonética) e o processo direto de significado (semântica) podem informar o clássico debate da alfabetização entre o método fonético e o método silábico. 

Muito do circuito cerebral envolvendo leitura é comum entre todas as línguas, mas há algumas diferenças, onde aspectos específicos da língua pedem funções distintas como decodificação ou reconhecimento de palavra. Em línguas alfabéticas, a principal diferença é o nível de ortografia: uma língua com muitas variações na escrita contrasta com uma língua mais simples, mais consistente na escrita. Nesses casos, estruturas cerebrais específicas são utilizadas para ajudar na leitura, que são diferentes de acordo com o tipo de língua.