A aprendizagem é um processo fundamental para o ser humano e ocorre ao longo de sua vida e nos diversos ambientes com os quais interage. A aprendizagem é influenciada por diferentes fatores sociais, econômicos e culturais, bem como pelo fator orgânico. Aprender algo é o resultado de uma sequência de ações que ocorrem desde o momento que um estímulo é captado do meio até o seu processamento, demandando tempo e energia para que se consolide e utilização frequente para que se mantenha.
Para entendermos a biologia da aprendizagem, é preciso conhecer a forma como a informação circula por nosso corpo. Tudo começa no ambiente que nos cerca, que fornece milhares de estímulos diferentes, que são captados pelos nossos órgãos dos sentidos (ex. olhos, pele, etc.). Uma vez captados, tais estímulos são transportados através de uma extensa rede neural, até que cheguem ao cérebro, estrutura responsável pelo processamento destas informações e integração com aquelas já existentes em nosso repertório.
As células do sistema nervoso que são responsáveis por processar e transmitir informações são os neurônios. Para isso, eles se utilizam de impulsos elétricos, gerados pela alteração da polaridade elétrica da membrana que as reveste. Em nosso corpo, bilhões de neurônios interagem entre si para criar circuitos por onde a informação flui e isto ocorre através de uma estrutura chamada sinapse, que é um local onde substâncias químicas chamadas neurotransmissores são liberadas de uma célula para a outra. Assim, as sinapses têm um papel fundamental na regulação da passagem de informações no sistema nervoso.
As vias motoras e sensoriais comuns aos indivíduos de uma mesma espécie estão contidas em seu DNA, porém, a história de vida de cada indivíduo irá construir, destruir ou reorganizar as conexões sinápticas entre os neurônios. Assim, o aparecimento de novas capacidades funcionais é resultado da formação de novas conexões sinápticas, pois o cérebro é plástico, ou seja, possui a capacidade de criar e desfazer ligações entre os neurônios como consequência das interações com o meio externo e interno.
A aquisição de uma informação e o treino levam à criação de novas sinapses e fluxos de informação dentro de circuitos nervosos. Porém, caso exista desuso ou alguma doença que atinja o cérebro, as sinapses serão desfeitas, diminuindo o fluxo de informações nos circuitos cerebrais. Assim, conforme pontuado por Ramon Cosenza e Leonor Guerra, na obra Neurociência e Educação, “A aprendizagem é consequência de uma facilitação da passagem da informação ao longo das sinapses”.
Desta forma, do ponto de vista neurobiológico, o aprendizado está relacionado à formação ou fortalecimento de conexões entre as células nervosas, e exige tempo e energia para acontecer, já que envolvem mudanças químicas e estruturais em nosso cérebro.