当代脑科学研究提出了引人深思的三大理念，其中之一就是在大脑发育的过程中存在着关键期。发展神经生理学几十年的研究表明，动物的某些感觉、运动以及（人类的）语言能力要想能够正常发展，必须要在其发展过程中的特定阶段获得特定的经验。 　　

从20世纪60年代开始，David Hubel、Torsten Wiesel及其同事就对动物视觉系统的发展展开了研究。他们通过手术缝合出生几个月的猫或者猴的一只眼睛的眼脸，随后再重新打开它研究了动物视觉系统的早期发展。研究表明，即使后来重新打开眼脸，这些动物的眼睛也不能再获得视觉功能。他们的研究表明，在这段时间内关闭一只眼睛对于动物脑中视觉区域的结构有明显的影响。但是，对于成年猫进行同样时间或更长时间的视觉剥夺既不会影响它们的视觉能力，也不会影响它们的大脑结构。只有年幼的动物在它们发展的关键时期才会对这种视觉剥夺敏感。

他们还发现，在关键期“关闭”双眼并不会对动物的视力或脑结构产生永久性和长期的影响。关键期内的“反转关闭”——“打开”一只眼睛而“关闭”另一只眼睛——可以使小猴子恢复最初受到视觉剥夺的眼睛的功能。研究说明，如果在关键期能够足够早地进行“反转”，眼睛的视觉功能是完全可以恢复的。

David Hubel以及其他神经科学家近几十年的研究加深了人们对关键期的理解。

首先，在关键期中，重要的不是刺激数量的多少。在视觉系统发展关键期中最重要的是双眼刺激的平衡和相对适时的刺激。这就是说，在关键期，给予过多的刺激不一定会使视觉系统得到更好地发展,而是要及时、适量。

第二，关键期是非常复杂的，不同功能的发展有着不同的关键期。比如，视觉系统和视敏度、双功能以及深度知觉发展的关键期就不同。对于人类来说，即使是最早发展的视觉系统的关键期也会延伸到童年早期。对于语言来说，语音学习的关键期在童年早期就结束了。但是，学习语法的关键期则要延续到16岁左右。

第三，感觉系统的每一种特定功能的发展在其关键期内都有三个不同的阶段。首先是功能快速成熟发生变化的时期。其次是感觉剥夺敏感阶段。在这一阶段，感觉剥夺会造成相关功能的退化或丧失。在之后的阶段中，如果有适当的感觉经验，神经系统具有足够的可塑性去补偿损失，从而重新获得近乎正常的功能。

正是由于关键期具有这么复杂的性质，所以研究者认为，强调具体的视觉关键期或者听觉关键期并没有太大的意义。我们可以认为这些都是大脑发育的关键时期。简单来说，关键期就是学习的机会之窗，这扇窗户开启过后就会紧紧关闭。