В языке существуют оба варианта «в мозге» и «в мозгу», потому что они являются равноправными. 3

Однако есть небольшое различие в употреблении:

• «В мозге» используется, когда речь идёт о мозге как об органе или веществе (например, в научном стиле). 24
• «В мозгу» применяется в общелитературном или разговорном стиле, когда под словом «мозг» подразумевают сознание и ум (например, в значении «в уме», «в сознании»). 24

Также для единственного числа слова «мозг» существует так называемый «местный падеж», форма слова в котором отличается от формы предложного падежа («о мозге»). 1 В таком случае правильно говорить «в мозгу». 1