Efectele PTSD asupra creierului par să sugereze că există o bază biologică pentru simptomele acestei tulburări. Oamenii de știință cred că experiența unei traume psihologice extreme poate provoca modificări fizice în creier. Este posibil, totuși, ca diferențele inerente în structura și funcția creierului să facă unii oameni vulnerabili la PTSD. Efectele PTSD asupra creierului apar mai ales în amigdala, o parte a creierului care ajută la controlul emoțiilor. Hipcampusul, lobul prefrontal și cortexul prefrontal pot suferi leziuni din cauza experiențelor traumatice, iar unii experți consideră că efectele PTSD asupra creierului includ modificări în modul în care creierul utilizează anumiți neurotransmițători, cum ar fi dopamina, serotonina și noradrenalina.
Unul dintre efectele principale ale PTSD asupra creierului poate fi găsit în amigdală. Alături de cortexul prefrontal, amigdala este de obicei responsabilă pentru a ajuta la controlul emoțiilor. La unii bolnavi de PTSD, amigdala crește de fapt, ceea ce ar putea indica un exces de răspuns emoțional în creier. Schimbările în modul în care creierul utilizează neurotransmițătorii după ce a suferit o traumă pot cauza scăderea funcției cortexului prefrontal, care în mod normal ajută și la controlul emoțiilor, în special a celor de frică. Experții cred că modificările post-traumă ale funcției cortexului prefrontal pot apărea din cauza nivelurilor crescute ale neurotransmițătorului dopamină, pe care creierul o excretă de obicei atunci când este nevoie de niveluri ridicate de vigilență și prudență.
Mulți suferinzi de PTSD experimentează o stare emoțională amorțită după apariția simptomelor. Experții cred că acest lucru se poate datora nivelurilor crescute ale neurotransmițătorilor responsabili pentru ameliorarea durerii. Efectele PTSD asupra creierului pot include, de asemenea, o capacitate scăzută de a utiliza neurotransmițătorul serotonină, care este în general responsabil pentru sentimentele de bunăstare. Acest lucru ar putea explica de ce sentimentele depresive însoțesc adesea PTSD.
Hipocampul, care este de obicei responsabil pentru procesarea și stocarea amintirilor, poate suferi, de asemenea, modificări din cauza efectelor PTSD asupra creierului. Experții au descoperit că multe persoane cu simptome de PTSD au un hipocamp mai mic decât cel normal. O teorie afirmă că hipocampul ar putea de fapt să scadă în dimensiune în timpul evenimentelor stresante, din cauza daunelor cauzate de cortizolul, hormonul stresului. O altă teorie afirmă că cineva care dezvoltă PTSD poate să fi posedat un hipocamp neobișnuit de mic pentru început.
Cei cu PTSD întâmpină adesea probleme în a-și colecta gândurile și a se exprima. Efectele PTSD asupra creierului pot include deteriorarea lobului prefrontal, zona creierului care reglează de obicei vorbirea și autoexprimarea. Nivelurile crescute de noradrenalina din creier pot explica apariția unor reacții fizice intense de tresărire la persoanele care suferă de PTSD, deoarece acest neurotransmițător induce de obicei răspunsuri de „luptă sau fugă” la situațiile stresante.