В основе современных концепций патогенеза нервной анорексии лежит гипотеза о нарушении активности серотонинергической системы в некоторых структурах мозга.
При проведении МРТ у больных нервной анорексией выявляли уменьшение общих размеров головного мозга (Dolan R., et. al., 1988), почти постоянный дефицит его серого вещества, вероятно, обусловленный атрофическими процессами в коре мозга и в клетках нейроглии. В то же время, в процессе выздоровления изменения в белом веществе мозга были обратимыми, в частности, речь шла о процессе миелинизации аксонов.