Menschen mit Legasthenie haben Schwierigkeiten, Wörter zu lesen und Sprache zu verstehen. Die Worterkennung und die Fähigkeit, Buchstaben und Laute in Beziehung zu setzen, sind je nach Schweregrad der Erkrankung in unterschiedlichem Maße beeinträchtigt. Die Auswirkungen der Legasthenie auf das Gehirn finden sich hauptsächlich in der linken Hemisphäre, wo verschiedene Regionen Sprache, Lesen und Sprachverarbeitung steuern. Durch den Einsatz medizinischer Bildgebungsverfahren können bei Legasthenikern Unterschiede in der Materialmenge in bestimmten Teilen des Gehirns festgestellt werden. Gehirnspezialisten konzentrieren sich auf Bereiche des Gehirns, in denen Wörter beim Lesen entschlüsselt und verarbeitet werden.
Legasthenie im Gehirn wird analysiert, indem die Menge an weißer und grauer Substanz mit der in normalen Gehirnen verglichen wird. Die äußere Schicht des Gehirns besteht aus grauer Substanz, in der Nervenzellen alle Informationen verarbeiten, die von den Sinnen eingehen. Die weiße Substanz, die sich tiefer im Inneren befindet, ist für die schnelle Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns ausgelegt. Personen mit Legasthenie neigen dazu, weniger graue und weiße Substanz im linken parietotemporalen Bereich zu haben, in dem Wörter entschlüsselt werden. Zu den Symptomen von Legasthenie gehört, dass man den Klang von Wörtern nicht verstehen kann, was auf die strukturellen Unterschiede in diesem Teil des Gehirns zurückzuführen sein könnte.
Medizinische Techniken wie die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) können das Gehirn von Kindern mit Anzeichen von Legasthenie analysieren. Die Auswirkungen von Legasthenie auf das Gehirn können anhand von Bildern gesehen werden, die ein geringeres Aktivitätsniveau an Orten zeigen, die die Lese- und Sprachfähigkeit kontrollieren. Zusätzlich zu den strukturellen Unterschieden zum normalen Gehirn, die in computerisierten axialen Tomographie (CAT)-Scans und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zu sehen sind, hängen Variationen in Stoffwechselprozessen mit Legasthenie im Gehirn zusammen. Außerdem sind die hinteren linken Teile des Gehirns weniger aktiv, aber die vorderen Bereiche auf der linken Seite kompensieren mit mehr Aktivität als normal.
Durch die Untersuchung der Auswirkungen von Legasthenie auf das Gehirn und die Beobachtung, wie Aktivitäten wie Jonglieren und Musikinstrumentenspielen es physisch verändern können, finden Forscher neue Behandlungsmöglichkeiten. Die Fähigkeit des Gehirns, zu kompensieren, wenn eine Hemisphäre entfernt wird, hat auch die Behandlung von Legasthenie optimistischer gemacht, da sich die Struktur des Gehirns auch bei Erwachsenen ändern kann. Bestimmte Therapieformen können Regionen stimulieren, in denen die Auswirkungen der Legasthenie auf das Gehirn vorhanden sind. Diese können Menschen mit dieser Erkrankung helfen, ihre Lese- und Sprachprobleme auszugleichen.