Το γνωστικό απόθεμα είναι μια ιδέα που αναπτύχθηκε για να εξηγήσει γιατί δύο άνθρωποι μπορεί να υποστούν παρόμοια ποσά εγκεφαλικής βλάβης, αλλά καταλήγουν σε διαφορετικά επίπεδα εγκεφαλικής λειτουργίας. Οι ερευνητές έχουν προτείνει ότι το γνωστικό απόθεμα μπορεί να είναι μεγαλύτερο στον εγκέφαλο ορισμένων ανθρώπων από άλλους, επιτρέποντάς τους να ξεπεράσουν τις βλάβες που προκαλούνται από διαταραχές όπως τα εγκεφαλικά και η νόσος του Αλτσχάιμερ. Αν και οι ερευνητές δεν είναι σίγουροι πώς ακριβώς προκύπτει, το γνωστικό απόθεμα θα μπορούσε να προκύψει από το ότι ο εγκέφαλος λειτουργεί πιο αποτελεσματικά από το συνηθισμένο. Ένας εναλλακτικός μηχανισμός θα μπορούσε να είναι ότι, εάν απαιτείται, ο εγκέφαλος ορισμένων ανθρώπων μπορεί να χρησιμοποιήσει περιοχές που δεν χρησιμοποιούνται συνήθως.
Όταν οι ερευνητές παρατήρησαν για πρώτη φορά ότι οι εγκέφαλοι δύο διαφορετικών ανθρώπων θα μπορούσαν να έχουν την ίδια ποσότητα νευροπαθολογικής βλάβης, ωστόσο το ένα άτομο φαίνεται να λειτουργεί καλύτερα από το άλλο, αναπτύχθηκε μια θεωρία σχετικά με κάτι που ονομάζεται αποθεματικό εγκεφάλου. Το εγκεφαλικό απόθεμα αφορά το μέγεθος του εγκεφάλου ενός ατόμου πριν από τον τραυματισμό και η θεωρία είναι ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο εγκέφαλος και όσο περισσότερα νευρικά κύτταρα είναι διαθέσιμα, τόσο καλύτερα μπορεί να αντιμετωπίσει ένα άτομο μετά από εγκεφαλική βλάβη. Αυτή η θεωρία δεν λαμβάνει υπόψη τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλος ενός ατόμου και την ικανότητά του να προσαρμόζεται, έτσι αναπτύχθηκε η θεωρία του γνωστικού αποθεματικού.
Η υπόθεση της γνωστικής εφεδρείας υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλος ορισμένων ανθρώπων είναι σε θέση να επιλύει προβλήματα και να επεξεργάζεται πληροφορίες πιο αποτελεσματικά από άλλους. Επίσης, κάποιοι μπορεί να μπορούν να χρησιμοποιούν εναλλακτικά μέρη του εγκεφάλου, τα οποία συνήθως δεν χρησιμοποιούνται από τους περισσότερους ανθρώπους, για να εκτελέσουν ορισμένες εργασίες. Ο ένας ή και οι δύο από αυτούς τους παράγοντες θα μπορούσαν να δώσουν στους ανθρώπους μια εφεδρική ικανότητα στον εγκέφαλο, η οποία τίθεται σε εφαρμογή όταν μέρος του εγκεφάλου χάνεται από τραυματισμό ή ασθένεια.
Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί, μετά το θάνατο, ορισμένοι άνθρωποι βρέθηκαν να είχαν εγκεφαλικές αλλαγές που σχετίζονται με προχωρημένο Αλτσχάιμερ, ωστόσο δεν εμφάνισαν ποτέ συμπτώματα της νόσου όσο ήταν ζωντανοί. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το Αλτσχάιμερ θα μπορούσε να εμφανιστεί αργότερα σε άτομα με μεγάλο γνωστικό απόθεμα, παρόλο που ο εγκέφαλός τους μπορεί να εμφανίσει την ίδια βλάβη με εκείνους των ατόμων με χαμηλότερο απόθεμα, στους οποίους η ασθένεια έγινε εμφανής νωρίτερα. Καθώς τα άτομα με μεγάλο γνωστικό απόθεμα μπορεί να είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν τις σχετικά προχωρημένες αλλαγές της νόσου του Αλτσχάιμερ πριν χάσουν τη λειτουργία του εγκεφάλου, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι, όταν τελικά διαγνωστεί η ασθένεια, μπορεί γρήγορα να κατέβουν.
Η ύπαρξη μεγάλου γνωστικού αποθέματος σχετίζεται με ορισμένους παράγοντες όπως το υψηλό IQ και η συμμετοχή σε μεγάλο αριθμό ενδιαφερόντων και δραστηριοτήτων. Θεωρείται ότι η γνωστική έρευνα θα μπορούσε να αλλάξει σε όλη τη διάρκεια της ζωής, καθώς αλλάζει ο τρόπος ζωής ενός ατόμου. Όσοι συνεχίζουν να αναλαμβάνουν νέες δραστηριότητες και να ακολουθούν πνευματικές αναζητήσεις θα τείνουν να διατηρούν υψηλό απόθεμα, ενώ όσοι σταμάτησαν να χρησιμοποιούν τον εγκέφαλό τους μπορεί να βρουν το απόθεμά τους να μειώνεται.