Poranění mozku bude běžně doprovázeno akutním otokem, který zhoršuje funkci mozkové tkáně, která zůstává naživu. Řešení otoku je důležitým faktorem pro zlepšení funkce jedince. Největší vliv na funkční zotavení po poranění mozku má schopnost mozku učit se, tzv. neuroplasticita. Neuroplasticita umožňuje po úrazu nepoškozeným oblastem mozku přizpůsobit se a pokusit se kompenzovat poškozené části mozku. Ačkoli axony a periferní nervový systém ve vyvíjejícím se mozku mohou regenerovat, v dospělém mozku nemohou. Částečně je to způsobeno faktory produkovanými buňkami v mozku, které tuto regeneraci brzdí. Dendrity se však v rámci procesu neuroplasticity vyvinou z nepoškozených axonů. Po těžkém poranění mozku je nepravděpodobné, že by ke zlepšení funkcí souvisejících s neuroplasticitou došlo bez pomoci zdravotníků kvalifikovaných v oblasti rehabilitace. Nedávné studie zjistily, že kolagen je hojně rozšířen po celém mozku a může být nezbytný při ochraně mozku před degenerací, jako je tomu například u Alzheimerovy choroby.

Studie provedená na univerzitě v Tel Avivu ukázala, že těžké poškození mozku lze zvrátit pomocí vzduchu bohatého na kyslík. Pacienti byli léčeni hyperbarickou oxygenoterapií (HBOT) ve vysokotlakých komorách obsahujících vzduch bohatý na kyslík, který desetinásobně zvýšil hladinu kyslíku v těle.

Po dvou měsících léčby se pacientům, kteří dříve nebyli schopni vykonávat jednoduché každodenní činnosti, jako je koupání, vaření, chození do schodů nebo čtení knih, tyto schopnosti po léčbě vrátily.