酒精是親脂性物質，而且易通過血腦屏障進入大腦，人體各器官含脂肪最高的是神經組織，大腦居於首位，尤其是大腦皮層和網狀結構最敏感。
一般來說，成人每日飲白酒250ML以上持續10-20年可發展為慢性酒精中毒，腦萎縮幾乎普遍見於慢性酒精中毒。
同樣，酒精可直接損害大腦皮質和皮質下區，使腦細胞脫水、變性、壞死，造成神經細胞胞體萎縮和引起腦毛細血管阻力增加，血流量下降，及深部小動脈閉塞。大腦在長期缺血缺氧狀態下最終產生功能及形態改變，導致了瀰漫性大腦萎縮。
在慢性酒精中毒死亡者屍檢中發現，大腦重量減輕，大腦皮質萎縮，大腦周圍空間增大，腦室擴大及腦白質容量減少，鏡下發現大腦皮質神經細胞萎縮、缺失，神經細胞軸突和樹突減少。
另外，在慢性酒精中毒患者的腦白質中水分含量增多，類脂減少，並有神經膠質增生、水腫、脫髓鞘等病理改變。有報告腦萎縮組患病率明顯高於對照組。
神經細胞的衰老、死亡，神經節苷脂的大量丟失同樣導致腦萎縮，也可引起記憶和認知功能減退。在多發性梗死性痴呆患者痴呆改變相關研究中也證明，腦萎縮嚴重程度和痴呆程度關係密切。
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