Freud a susținut încă de la început ideea că comportamentele, gândurile și afectele unei persoane reprezintă o reflecție a arhitecturii neuronale și a sistemului nervos, psihoterapia putând aduce modificări în structura și fruncționarea creierului. Aceste informații sunt dovedite științific de neuroștiință, aceasta aducând dovezi concrete asupra beneficiilor pe care relația terapeutică o are asupra modificărilor funcționării neurologice.

În anul 2000, neuropsihiatrul Kandel a câștigat premiul Nobel în medicină evidențiind principiile care stau a baza neuroștiinței psihoterapiei:

-  Procesele mentale sunt neuronale, fiind produse de către creier,

- Genele produc conexiuni neuronale determinând tiparele acestora și modul în care ele funcționează,

- Experiența modifică modul de exprimare a genelor – epigenetica subliniind importanța mediului de dezvoltare asupra persoanei,

- Conexiunile neuronale sunt schimbate de învățare, experiențele modificând tiparele conexiunilor neuronale și prin urmare a comportamentului,

- Psihoterapia schimbă exprimarea genetică - la baza schimbărilor comportamentale se află modificări la nivelul exprimării genetice, a conexiunilor sinaptice și a întregii structuri a creierului,

Modificările structurale și funcționale de la nivelul creierului care se produc prin procesul psihoterapeutic au la bază:

- Mediul  sigur care promovează dezvoltarea de noi comportamente, emoții și cogniții,

- Relația terapeutică prin interacțiunea emoțională pozitivă, de susținere și acceptare dă naștere unui legături sănătoase, stimulând neuroplasticitatea și neurogenetica, încurajează descărcarea și reglarea proceselor afective și întărirea sentimentului de sine,

- Modalități noi de gestionare a stresului prin expunerea controlată a acestuia în mediul suportiv și sigur facilitează gestionarea evenimentelor traumatice care recadrează experiențele,

- Promovarea integrării neuronale prin conectarea diverselor zone ale creierului prin intermediul conștientizării comportamentelor, emoțiilor și senzațiilor,

- Aducerea informațiilor inconștiente în conștient - integrarea funcțiilor diverselor zone ale creierului și reducerea activității zonelor corticale care sunt răspunzătoare de frică și anxietate,

- Integrarea conectării emisferelor cerebrale prin activarea sistemului limbajului social-reflexiv, dialogul intern și autoreflecția. Prin exprimarea verbală a emoțiilor, amintirilor, gândurilor, senzațiilor și comportamentelor este facilitată integrarea conexiunilor neuronale.