人的大腦是高階神經活動的中樞，而腦皮質是精神活動最重要的物質基礎。大腦半球的前半部分是負責學習、記憶、情感、思維等高階神經活動的區域。人腦大約有140億個神經細胞，成年後每日約死亡10萬個，衰老時大腦細胞可減少10％～20％，有的甚至達30％。老年人腦細胞改變的主要原因是腦細胞死亡的增加，形成腦皮質萎縮，重量減輕。老年性痴呆患者較同齡正常人腦重量減輕40％～50％，腦細胞的減少，也可達40％～50％。腦萎縮呈瀰漫性，以額葉最明顯。
由此可見，大腦皮質萎縮是老年性痴呆的主要病理基礎，而真正的發病機制，目前還不十分清楚。
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