Los efectos del PTSD en el cerebro parecen sugerir que existe una base biológica para los síntomas de este trastorno. Los científicos creen que la experiencia de un trauma psicológico extremo puede provocar cambios físicos en el cerebro. Sin embargo, es posible que las diferencias inherentes en la estructura y función del cerebro hagan que algunas personas sean vulnerables al trastorno de estrés postraumático. Los efectos del PTSD en el cerebro ocurren principalmente en la amígdala, una parte del cerebro que ayuda a controlar las emociones. El hipocampo, el lóbulo prefrontal y la corteza prefrontal pueden sufrir daños debido a experiencias traumáticas, y algunos expertos creen que los efectos del PTSD en el cerebro incluyen cambios en la forma en que el cerebro usa ciertos neurotransmisores, como la dopamina, la serotonina y la noradrenalina.
Uno de los principales efectos del PTSD en el cerebro se puede encontrar en la amígdala. Junto con la corteza prefrontal, la amígdala suele ser responsable de ayudar a controlar las emociones. En algunos pacientes con trastorno de estrés postraumático, la amígdala en realidad aumenta de tamaño, lo que podría indicar un exceso de respuesta emocional en el cerebro. Los cambios en la forma en que el cerebro usa los neurotransmisores después de sufrir un trauma pueden causar una disminución de la función de la corteza prefrontal, que normalmente también ayuda a controlar las emociones, especialmente las de miedo. Los expertos creen que los cambios postraumáticos en la función de la corteza prefrontal pueden ocurrir debido al aumento de los niveles del neurotransmisor dopamina, que el cerebro normalmente excreta cuando se necesitan altos niveles de alerta y precaución.
Muchos pacientes de PTSD experimentan un estado emocional entumecido después de la aparición de los síntomas. Los expertos creen que esto puede deberse al aumento de los niveles de los neurotransmisores responsables del alivio del dolor. Los efectos del trastorno de estrés postraumático en el cerebro también pueden incluir una menor capacidad para utilizar el neurotransmisor serotonina, que generalmente es responsable de la sensación de bienestar. Esto podría explicar por qué los sentimientos de depresión a menudo acompañan al TEPT.
El hipocampo, que suele ser responsable de procesar y almacenar recuerdos, también puede sufrir cambios debido a los efectos del TEPT en el cerebro. Los expertos han descubierto que muchas personas con síntomas de TEPT tienen un hipocampo más pequeño de lo normal. Una teoría afirma que el hipocampo en realidad podría disminuir de tamaño durante eventos estresantes, debido al daño causado por la hormona del estrés cortisol. Otra teoría establece que alguien que desarrolla PTSD puede haber tenido un hipocampo inusualmente pequeño para empezar.
Las personas con TEPT a menudo experimentan problemas para ordenar sus pensamientos y expresarse. Los efectos del PTSD en el cerebro pueden incluir daño al lóbulo prefrontal, el área del cerebro que normalmente regula el habla y la autoexpresión. Los niveles elevados de noradrenalina en el cerebro pueden explicar la aparición de reacciones de sobresalto físico intensas en los pacientes con TEPT, ya que este neurotransmisor típicamente induce respuestas de «lucha o huida» a situaciones estresantes.