Beyinde dendrit denilen dallarla birbirine bağlantısı olan yüz milyar kadar nöron vardır ve beyindeki bu milyarlarca nöron arasındaki bağlar öğrenme ile doğrudan ilişkilidir. Nörofizyolojik bakış açısından öğrenme beyindeki nöronlar arasında yeni ve anlamlı sinaptik bağların oluşmasıdır. Bu süreçte beynin fiziksel yapısı değişir. Duyularımızla algıladığımız dış dünyadaki objeler (duyduğumuz, gördüğümüz vs) beynimizdeki nöron ağlarını uyarır ve kişinin bu uyaranları anlamlandırma çabası nöronlar arasında yeni bağların oluşmasını sağlar, başka bir ifadeyle öğrenme gerçekleşir. Bu durum öğrenme sürecindeki beyinde gerçekleşen değişikliklerle ilgili iki ana süreçten ilkidir. İkinci süreç ise bu sinaptik bağlantıların iletim verimliliğiyle ilgilidir. Dolayısıyla nöronlar arasındaki bağlar ve bu bağlar arasındaki veri iletim hızı öğrenmenin ne kadar etkili ve kalıcı olduğunu belirliyor. Beyin üzerinde yapılan araştırmalar, tekrar edilen bilgilerin beyindeki sinaptik bağlantıları güçlendirdiği ve nöronlar arası iletişimin daha hızlı ve daha verimli olmasını sağladığı ancak tekrar edilmeyen bilgilerle ilgili olduğu bağların ise zayıfladığını göstermektedir.