Il cervello bayesiano (o Bayesian brain hypothesis) è un framework teorico nelle neuroscienze cognitive che postula il sistema nervoso centrale come operante secondo i principi dell'inferenza bayesiana per interpretare stimoli sensoriali e generare comportamenti adattivi. Secondo questo modello, il cervello: Mantiene rappresentazioni probabilistiche del mondo esterno sotto forma di distribuzioni di probabilità (prior beliefs); Integra nuove evidenze sensoriali con le conoscenze pregresse attraverso il teorema di Bayes, aggiornando continuamente le proprie credenze (posterior beliefs); Minimizza l'incertezza predittiva confrontando le predizioni interne con gli input sensoriali effettivi, generando "errori di predizione" che guidano l'apprendimento