Beynin kendi varlığını algılaması, nörobilimde "metabiliş" (metacognition) olarak tanımlanan ve öz-referansiyel işlemleme süreçlerine dayanan karmaşık bir fenomendir. Prefrontal korteks ve "Default Mode Network" (Varsayılan Mod Şebekesi) arasındaki dinamik etkileşim, bireyin kendi düşünce süreçlerini bir gözlemci gibi izlemesine olanak tanır (Fleming & Lau, 2014). Bu bağlamda beyin, dış dünyadan gelen verileri işlediği gibi, kendi nöral aktivitelerini de sürekli bir modelleme sürecine tabi tutarak bir "benlik" algısı inşa eder; yani teknik olarak beyin, kendi işleyişini temsil eden üst düzey bilişsel haritalar sayesinde kendi varlığının işlevsel bir farkındalığına sahiptir.
Ancak bu farkındalık fiziksel bir duyumsamadan ziyade soyut bir temsildir; zira beyin dokusunda nosiseptörler (acı reseptörleri) bulunmaz, bu da beynin kendi fiziksel kütlesini doğrudan hissetmesini engeller. Antonio Damasio’nun "Self Comes to Mind" (Benlik Zihne Geldiğinde) teorisine göre bilinç, beynin vücudun homeostatik dengesini korumak için oluşturduğu ilkel haritaların üzerine inşa edilen evrimsel bir anlatıdır (Damasio, 2010). Dolayısıyla beyin, kendini biyolojik bir madde olarak değil, sürekli güncellenen bir "karar merkezi" ve "özne" olarak algılar; bu durum bilincin, beynin kendi operasyonel verimliliğini denetlemek için geliştirdiği sofistike bir geri bildirim mekanizması olduğunu kanıtlar.
İnsan evriminin gelecekteki aşamalarında, "öz-yönelimli nöroplastisite" (self-directed neuroplasticity) kapasitesinin artmasıyla beynin kendi biyokimyasal süreçlerini bilinçli olarak denetlemesi teorik bir olasılıktır. Günümüzde nörofeedback ve derin meditasyon teknikleriyle otonom sinir sistemi üzerinde kurulan kısıtlı kontrol, prefrontal lobun alt beyin yapıları üzerindeki hiyerarşik hakimiyetinin güçlenmesiyle daha sistematik bir "bilinçli öz-düzenleme" (conscious self-regulation) evresine geçebilir (Schwartz & Begley, 2002). Bu senaryoda beyin, sadece kararlarının farkında olan bir gözlemci olmaktan çıkıp, kendi sinaptik mimarisini ve nörotransmitter salınımını gerçek zamanlı olarak modifiye edebilen, yani kendi kendinin biyolojik mühendisine dönüşen bir yapıya evrilebilir.