Hersenletsel gaat meestal gepaard met acute zwelling, waardoor de functie van het hersenweefsel dat in leven blijft, wordt aangetast. Het oplossen van de zwelling is een belangrijke factor voor het verbeteren van de functie van het individu. De grootste factor in functioneel herstel na hersenletsel komt van het vermogen van de hersenen om te leren, neuroplasticiteit genoemd. Na letsel zorgt neuroplasticiteit ervoor dat intacte delen van de hersenen zich aanpassen en proberen beschadigde delen van de hersenen te compenseren. Hoewel axonen en het perifere zenuwstelsel in de zich ontwikkelende hersenen kunnen regenereren, is dit niet mogelijk in de volwassen hersenen. Dit is gedeeltelijk te wijten aan factoren die door cellen in de hersenen worden geproduceerd en die deze regeneratie belemmeren. Dendrieten zullen zich echter wel ontwikkelen uit intacte axonen, als onderdeel van het neuroplasticiteitsproces. Na ernstig hersenletsel is het onwaarschijnlijk dat de functieverbetering in verband met neuroplasticiteit optreedt zonder hulp van gezondheidswerkers die bekwaam zijn in revalidatie. Recente studies hebben aangetoond dat collageen op grote schaal over de hersenen is verspreid en essentieel kan zijn bij het beschermen van de hersenen tegen degeneratie zoals bij Alzheimers.

Een studie aan de universiteit van Tel Aviv toonde aan dat ernstige hersenschade kan worden omgekeerd door zuurstofrijke lucht. Patiënten werden behandeld met hyperbare zuurstoftherapie (HBOT) in hogedrukkamers met zuurstofrijke lucht, waardoor het zuurstofgehalte in het lichaam vertienvoudigde.

Na twee maanden behandeling konden patiënten die voorheen niet in staat waren eenvoudige dagelijkse activiteiten uit te voeren, zoals baden, koken, traplopen of een boek lezen, deze vaardigheden na de behandeling weer oppakken.