Gain-Modulation ist in den kognitive Neurowissenschaften ein neuronales Codierungsprinzip, das einen wichtigen Anteil an der Transformation von räumlichen Koordinaten hat und Neuronen die gleichzeitige Beteiligung an mehr als einer Leistung ermöglicht. Die Entladungsrate eines Neurons wird dabei durch zwei Eingänge bestimmt. Der erste Eingang kann das Neuron zu einer Entladung veranlassen, deren Stärke in einer Beziehung zur Größe des Eingangssignals steht, während der zweite Eingang für sich allein unwirksam ist, aber die Antwort auf den ersten Eingang modulieren kann.