Studi oleh Edinburgh dengan otak menunjukkan adanya pengurangan volume seluruh otak dan volume lobus prefrontal dan temporal kiri dan kanan pada 17 dari 146 orang yang memiliki risiko genetik tinggi mengalami schizophrenia. Perubahan pada lobus prefrontal dikaitkan dengan peningkatan keparahan gejala psikotik yang akan ditunjukkan oleh pasien. [6]

Dalam studi meta-analisis lainnya dari 27 studi MRI secara longitudinal yang membandingkan pasien schizophrenia dalam kelompok kontrol menemukan adanya kelainan struktural otak yang berkembang seiring berjalannya waktu. Kelainan struktural ini termasuk hilangnya volume seluruh otak pada white and gray-matter dan peningkatan volume ventrikel lateral. [6]

Abnormalitas Neurotransmiter

Patofisiologi schizophrenia yang paling mendasar adalah teori mengenai abnormalitas neurotransmiter. Sebagian besar teori ini menyatakan adanya kekurangan ataupun kelebihan neurotransmiter, termasuk dopamin, serotonin dan glutamat. Teori lainnya melibatkan aspartat, glisin dan asam gamma-aminobutyric (GABA) sebagai bagian dari ketidakseimbangan neurokimia pada schizophrenia. [7]

Aktifitas abnormal pada reseptor dopamin diduga berperan besar pada kejadian schizophrenia. Empat jalur dopaminergik juga ikut terlibat :

• Jalur nigrostriatal berasal dari substansia nigra dan berakhir pada nukleus kaudatus. Tingkat dopamin yang rendah dalam jalur ini mempengaruhi sistem ekstrapiramidal yang mengarah ke gejala motorik
• Jalur mesolimbik berasal dari area ventral tegmental (VTA) ke area limbik dan berperan dalam gejala ‘positif’ schizophrenia
• Jalur mesokortikal berlanjut dari VTA ke area korteks. Gejala negatif schizophrenia dan defisit kognitif diduga disebabkan oleh tingkat dopamin yang rendah pada jalur ini
• Jalur tuberoinfundibular merupakan jalur dari hipotalamus ke kelenjar hipofisis. Penurunan atau blokade dopamin pada jalur ini meningkatkan kadar prolaktin sehingga mengakibatkan terjadinya galaktorea, amenorrhea dan penurunan libido

Abnormalitas Neurotransmiter akibat Obat

Teori lainnya berhubungan dengan lysergic acid diethylamide (LSD) yang dapat meningkatkan kadar serotonin di otak. Rangsangan aktivitas glutamat juga dapat memicu terjadinya schizophrenia, hal ini diperoleh dari penemuan bahwa fenilkisid dan ketamin, dua antagonis NMDA / glutamat nonkompetitif menginduksi gejala seperti schizophrenia. [7]

Penelitian selanjutnya mengarah pada pengembangan senyawa-senyawa yang dapat menghambat reseptor dopamin, serotonin dan reseptor lainnya sehingga diharapkan dapat mengurangi gejala positif dan negatif schizophrenia. [7]

Inflamasi dan Abnormalitas Fungsi Sistem Imun

Fungsi sistem imun mengalami gangguan pada schizophrenia. Aktivitas sistem imun yang berlebih dapat menyebabkan ekspresi berlebih dari sitokin inflamasi serta perubahan struktur dan fungsi otak. Resistensi insulin dan gangguan metabolisme lainnya dikaitkan dengan proses inflamasi. [6]