Цифровизация современного общества и активное распространение виртуальных технологий в жизни человека оказывают влияние на трансформацию всей системы образования, в том числе профессионального. Прогрессивной тенденцией его модернизации является нейрообразование и нейродидактика. Изучение психолого-педагогических возможностей нейродидактики является актуальным инструментом в развитии инновационного мышления педагогов. Цель статьи - теоретически обосновать основные положения нейрообразования и нейродидактики, рассмотреть их роль в профессиональном становлении специалиста и раскрыть их возможности в развития инновационного иерархизированного мышления педагога. Методы исследования: теоретические (анализ, обобщение и систематизация научных данных по проблеме нейрообразования, нейродидактики и иерархизированного мышления); эмпирические (анализ документов, изучение продуктов педагогической деятельности). В статье представлен анализ отечественных и зарубежных исследований по проблеме развития инновационного иерархизированного мышления; раскрыты возможности нейродидактики, связанные с изучением основных закономерностей процесса обучения в контексте специфики деятельности когнитивных функций и мозговой активности. Образовательный потенциал теоретических положений нейродидактики заложен в основу практики развития инновационного иерархизированного мышления педагогов в условиях современного педагогического вуза.