Hjerneskader vil almindeligvis være ledsaget af akut hævelse, hvilket forringer funktionen i det hjernevæv, der stadig er i live. Afvikling af hævelsen er en vigtig faktor for, at den enkeltes funktion kan forbedres. Den største faktor for funktionel genopretning efter hjerneskade kommer fra hjernens evne til at lære, kaldet neuroplasticitet. Efter en skade giver neuroplasticiteten intakte områder af hjernen mulighed for at tilpasse sig og forsøge at kompensere for de beskadigede dele af hjernen. Selv om axoner og det perifere nervesystem i hjernen under udvikling kan regenerere sig, kan de ikke det i den voksne hjerne. Dette skyldes til dels faktorer, der produceres af celler i hjernen, som hæmmer denne regenerering. Dendritter vil imidlertid udvikle sig fra intakte axoner som en del af neuroplasticitetsprocessen. Efter en alvorlig hjerneskade er det usandsynligt, at der vil ske en forbedring af funktionen i forbindelse med neuroplasticitet uden hjælp fra sundhedspersonale, der er uddannet inden for rehabilitering. Nylige undersøgelser har vist, at kollagen er omfattende fordelt i hele hjernen og kan være afgørende for at beskytte hjernen mod degeneration, som f.eks. Alzheimers.

En undersøgelse foretaget på Tel Aviv University viste, at alvorlige hjerneskader kan vendes ved hjælp af iltrig luft. Patienterne blev behandlet med hyperbar oxygenbehandling (HBOT) i højtrykskamre med iltrig luft, som øgede iltniveauet i kroppen ti gange.

Efter to måneders behandling genvandt patienter, som tidligere ikke var i stand til at udføre enkle daglige aktiviteter som at bade, lave mad, gå op ad trapper eller læse en bog, disse evner efter behandlingen.