O cérebro que se transforma apresenta casos que detalham o progresso surpreendente de pacientes, como uma mulher que nasceu com apenas metade do cérebro, mas que conseguiu se adaptar e levar uma vida normal; outra, rotulada como mentalmente incapaz, que curou suas deficiências e agora ajuda muitos a fazerem o mesmo; pessoas cegas que voltaram a enxergar; dificuldades de aprendizagem curadas; recuperação de pacientes que sofreram derrames; depressão e ansiedade crônicas que desapareceram, entre outros casos. Doidge nos leva a um território que parece fantástico. Aprendemos como nossos pensamentos podem ativar ou desativar nossos genes, alterando a anatomia do cérebro. Vemos como os cientistas desenvolveram máquinas que podem acompanhar essas mudanças físicas para ler os pensamentos, permitindo que uma pessoa com paralisia controle computadores e aparelhos eletrônicos. E verificamos como uma pessoa com uma inteligência mediana pode, com exercícios, aumentar seu poder de cognição e percepção.