El aprendizaje produce cambios en el modo en que percibimos, actuamos, pensamos y sentimos. Lo hace provocando cambios en los circuitos del sistema nervioso que se encargan de la percepción, en los que controlan los movimientos y en las conexiones entre ambos sistemas.
Estos cambios son los que llamamos recuerdos. No se “almacenan”, más bien, hacen que cambie nuestro modo de percibir, actuar,... Cambia por ello, la estructura del sistema nervioso, alterando los circuitos neurales.
El aprendizaje perceptivo se compone básicamente de cambios en los sistemas perceptivos que nos posibilitan reconocer estímulos, de modo que podamos responder a ellos de manera adecuada. (Sobre todo identificar y catalogar objetos o personas, y situaciones). Se da en cada uno de nuestros sistemas sensitivos. Se lleva a cabo, fundamentalmente mediante cambios en la corteza sensitiva de asociación. El aprendizaje estímulo-respuesta, consiste en la capacidad de aprender a ejecutar una conducta determinada cuando se presenta el estímulo determinado, por lo que involucra el establecimiento de conexiones entre sistemas perceptivos y sistemas motores. Los principales tipos de condicionamiento son el clásico y el instrumental. Ambos tipos de aprendizaje estímulo-respuesta pueden ocurrir como resultado del fortalecimiento de las conexiones sinápticas, tal como describió el principio de HEBB. El condicionamiento clásico ocurre cuando un estímulo neutro se sigue de un estímulo incondicionado (EI), el cual, habitualmente, induce una respuesta incondicionada (RI). Tras este emparejamiento (asociación entre estímulos), el estímulo neutro se convierte en un estímulo condicionado (EC): llega a inducir, por sí mismo, la respuesta condicionada (RC). Respuestas automáticas, más de la especie.
El condicionamiento instrumental sucede cuando una respuesta se sigue de un estímulo reforzante, tal como lo es el agua para un animal sediento. El estímulo reforzante aumenta la probabilidad de que otros estímulos presentes cuando se realizó la respuesta evoquen dicha respuesta. Asociación entre una respuesta y un estímulo. Es más flexible, pues permite que el organismo modifique su conducta en función de las consecuencias, si son favorables o no. Favorables aluden a estímulos reforzantes, por ello conductas luego más frecuentes; y las desfavorables a los estímulos punitivos, conductas realizadas menos frecuentes, (en psicología: reforzadores y castigos).
El principio de HEBB defiende que si una sinapsis se activa repetidamente al mismo tiempo que la neurona postsináptica emite potenciales de acción, tendrá lugar una serie de cambios en la estructura o en la neuroquímica de la sinapsis que la reforzarán. La base celular del aprendizaje implica el fortalecimiento de una sinapsis que se activa repetidamente cuando descarga la neurona postsináptica.
El aprendizaje motor, aunque fundamentalmente puede implicar cambios en los circuitos neurales que controlan el movimiento, está regido por estímulos sensitivos; por lo tanto, en realidad es un tipo de aprendizaje estímulo-respuesta. Aprender a realizar una nueva respuesta. Se diferencia de otros aprendizajes, en el grado en que se aprenden nuevos tipos de conducta: cuanto más desconocidos sean, más circuitos neurales de los sistemas motores cerebrales han de modificarse.
El aprendizaje relacional es el tipo más complejo de aprendizaje, incluye la capacidad de reconocer objetos mediante más de una modalidad sensitiva, de reconocer la localización relativa de los objetos en el entorno y de recordar la secuencia en que han ocurrido los acontecimientos durante un episodio en particular. Se producen interconexiones entre los diferentes circuitos neurales de la corteza auditiva de asociación, corteza visual y corteza somatosensitiva de asociación, resultado de estos procesos lo que denominamos aprendizaje. Entre ellos, el aprendizaje por percepción de la localización espacial (aprendizaje espacial) que significa aprender las relaciones existentes entre diversos estímulos. También, y uno de los más complejos, es el aprendizaje episódico. No solo hay que seguir la pista de estímulos individuales sino del orden en que suceden.