Smadzeņu izmaiņas nav tehnisks termins ar īpašu atsauci. Kā tāds tas var attiekties uz negatīvām izmaiņām smadzenēs, piemēram, atrofiju, demenci, insultu, krampjus un audzējus, kā arī visas to izraisītās sekas. Tomēr tas var attiekties arī uz pozitīvām izmaiņām smadzenēs, piemēram, mācīšanos, atmiņu veidošanu un normālu attīstību.
Pozitīvas smadzeņu izmaiņas ir daļa no cilvēka normālas attīstības. Lai gan neironu plāksne — pirmais solis nervu un smadzeņu veidošanā — rodas embrija attīstības 16. dienā, smadzenes sasniedz maksimālo svaru tikai aptuveni 19–21 gadu vecumā. Šajā laikā notiek pārmaiņas.
Papildus normālai smadzeņu fiziskajai attīstībai notiek arī citas pozitīvas izmaiņas. Termins neiroplastiskums aptver faktu, ka mācīšanās un atcerēšanās izraisa fiziskas izmaiņas smadzenēs. Var veidoties jauni neironu ceļi un starp neironiem var veidoties papildu sinapses. Tas ir, atmiņu mācīšanās un veidošana izraisa fiziskas izmaiņas smadzenēs.
Negatīvas smadzeņu izmaiņas var būt novecošanas, ievainojumu vai slimību rezultāts. Novecošana izraisa sinaptisko atzarošanu, vājāku sinaptisko savienojumu likvidēšanu un to neironu nāvi, kas nav iesaistīti informācijas saņemšanā vai pārraidē. Neiroiekaisums ir saistīts arī ar novecošanos neatkarīgi no slimības, taču tās ir arī fizioloģiskas smadzeņu izmaiņas, kas ir saistītas ar specifiskām neiroloģiskām problēmām, piemēram, insultu, multiplo sklerozi, meningītu un smadzeņu traumām.
Demenci, ko var izraisīt vairākas dažādas lietas, piemēram, Alcheimera slimība, Parkinsona/Lew Body, insults, galvas traumas, multiplā skleroze, alkoholisms, sifiliss, neiroAIDS, hroniska hipotireoze, Hantingtona slimība vai B12 vitamīna deficīts. saistīts ar deģeneratīvu smadzeņu slimību. To raksturo vairākas smadzeņu izmaiņas, piemēram, beta-amiloīda plāksnes, neirofibrilāri samezglojumi un smadzeņu atrofija lielākajai daļai cilvēku. 2009. gada janvārī jauns pētījums parādīja, ka to cilvēku smadzenes, kuriem ir diabēts un kuriem attīstās demence, piemēram, Alcheimera slimība, atšķiras no cilvēkiem bez diabēta, kuriem attīstās Alcheimera slimība. Beta-amiloīda plāksnīšu vietā tiem, kuriem bija diabēts, bija arteriolu bojājumi un nervu audu pietūkums.
Citas negatīvas smadzeņu izmaiņas rodas atkarības rezultātā, kas izraisa izmaiņas smadzeņu ķīmijā. Pēctraumatiskā stresa traucējumi (PTSD) un depresija arī rada smadzeņu ķīmijas izmaiņas. Spēja ietekmēt smadzeņu ķīmiju labi tiek izmantota arī farmaceitiskajos produktos, kas ārstē visus trīs šos traucējumus.
Tā kā smadzeņu struktūra ir saistīta ar smadzeņu darbību, konkrētu galvas daļu ievainojumi var izraisīt ļoti specifiskas smadzeņu izmaiņas, kas izraisa ļoti specifiskus smadzeņu darbības traucējumus. Piemēram, kreisās temporālās daivas bojājums var izraisīt afāziju — spēju izteikt vai saprast runāto un/vai rakstīto valodu, bet kreisās parietālās daivas bojājums var izraisīt apraksiju — spēju zaudēt spēju secināt kustības uzdevumā. .