Kognitīvā rezerve ir ideja, kas tika izstrādāta, lai izskaidrotu, kāpēc divi cilvēki var ciest no līdzīga apjoma smadzeņu bojājumiem, taču galu galā viņiem ir atšķirīgs smadzeņu darbības līmenis. Pētnieki ir ierosinājuši, ka dažu cilvēku smadzenēs kognitīvās rezerves var būt lielākas nekā citu cilvēku smadzenēs, ļaujot viņiem pārvarēt bojājumus, ko izraisa tādi traucējumi kā insulti un Alcheimera slimība. Lai gan pētnieki nav precīzi pārliecināti, kā tas rodas, kognitīvā rezerve var rasties, ja smadzenes strādā efektīvāk nekā parasti. Alternatīvs mehānisms varētu būt tāds, ka, ja nepieciešams, dažu cilvēku smadzenes spēj izmantot apgabalus, kas parasti netiek izmantoti.
Kad pētnieki pirmo reizi pamanīja, ka divu dažādu cilvēku smadzenēs var būt vienāds neiropatoloģisks bojājums, tomēr šķiet, ka viens cilvēks darbojas labāk nekā otrs, tika izstrādāta teorija par to, ko sauc par smadzeņu rezervi. Smadzeņu rezerve attiecas uz cilvēka smadzeņu izmēru pirms traumas, un teorija ir tāda, ka jo lielākas ir smadzenes un jo vairāk nervu šūnu ir pieejams, jo labāk cilvēks var tikt galā pēc smadzeņu bojājumiem. Šī teorija neņem vērā indivīda smadzeņu darbības veidu un spēju pielāgoties, tāpēc tika izstrādāta kognitīvās rezerves teorija.
Kognitīvās rezerves hipotēze liecina, ka dažu cilvēku smadzenes spēj atrisināt problēmas un apstrādāt informāciju efektīvāk nekā citu. Tāpat daži var izmantot alternatīvas smadzeņu daļas, kuras parasti neizmanto lielākā daļa cilvēku, lai veiktu noteiktus uzdevumus. Jebkurš vai abi no šiem faktoriem var dot cilvēkiem rezerves kapacitāti smadzenēs, kas sāk darboties, kad daļa smadzeņu tiek zaudēta traumu vai slimību dēļ.
Tas varētu izskaidrot, kāpēc dažiem cilvēkiem pēc nāves ir konstatētas smadzeņu izmaiņas, kas saistītas ar progresējošu Alcheimera slimību, taču viņiem nekad nebija slimības simptomu, kamēr viņi bija dzīvi. Pētnieki domā, ka Alcheimera slimība varētu parādīties vēlāk cilvēkiem ar lielām kognitīvām rezervēm, lai gan viņu smadzenes varētu uzrādīt tādus pašus bojājumus kā cilvēkiem ar mazākām rezervēm, kuriem slimība kļuva acīmredzama agrāk. Tā kā cilvēki ar lielām kognitīvām rezervēm varētu tikt galā ar salīdzinoši progresējošām Alcheimera pārmaiņām pirms smadzeņu darbības zaudēšanas, tas var nozīmēt, ka tad, kad slimība beidzot tiks diagnosticēta, viņi var ātri iet uz leju.
Liela kognitīvā rezerve ir saistīta ar noteiktiem faktoriem, piemēram, augstu IQ un dalību daudzās interešu un aktivitātēs. Tiek uzskatīts, ka kognitīvā izpēte var mainīties dzīves laikā, mainoties cilvēka dzīvesveidam. Tiem, kuri turpina uzsākt jaunas aktivitātes un seko intelektuālajiem meklējumiem, ir tendence saglabāt augstu rezervi, savukārt tiem, kas pārstāja izmantot savas smadzenes, viņu rezerves varētu samazināties.