从病理学上痴呆可以在脑部的活检中发现一些最早以及最严重的变性,这种脑部变形情况通常会出现在颞叶的内侧,外侧的颞叶皮质以及基底核。在显微镜下最有特点的表现是神经炎性斑和神经纤维缠结。随着正常脑部的老化,这些病变会少量的积蓄,而在阿尔兹海默症及老年痴呆的患者图像中却占据的主导地位。
应用到脑活检的情况的病人并不多见,所以在阿尔兹海默症的病程早期,多数还是应用到神经影像学的研究。随着阿尔兹海默症及老年痴呆的发展,核磁上会发现伴随着内侧颞叶体结构的萎缩,大脑后部优势皮质萎缩的会更加的明显,以上的目的有助于帮助诊断老年痴呆。