تشير القوالب الداخلية لجماجم «هومو هابيليس» إلى احتمال حدوث تغيرات في تنظيم بعض مناطق الدماغ مقارنةً بأشباه البشر الأقدم، إلا أن الأنسجة الدماغية نفسها لا تتحجر، مما يحد من دقة الاستنتاجات. ولا توجد أدلة كافية تؤكد أن فصوصه الجبهية كانت أكبر نسبياً بدرجة هائلة، وإن كان ازدياد الدماغ قد دعم قدرات أكثر تقدماً في التعلم والتخطيط والتعامل مع الأدوات.