目前，迟发性运动障碍的病理学基础尚不明确，尽管其临床临床特征涉及基底神经节，但影像学研究尚未找到明确证据证明其与基底神经或其他脑部结构的体积改变有关。

    《英国精神病学杂志》（The British Journal of Psychiatry）7月网络版刊登的一篇研究报告显示，迟发性运动障碍的病理学发展过程本质并非仅是一种神经化学反应，其亦可改变大脑结构。 研究为确定精神分裂症伴迟发性运动障碍患者与无迟发性运动障碍患者相比，是否存在部分脑区的灰质体积改变，采用基于体素的结构成像技术对受试者进行必要的影像学检查。共有81名慢性精神分裂症患者参与研究，其中32人有49人无迟发性运动障碍，受试者接受了磁共振成像（MRI）检查及全脑的优化的基于体素的形态学分析。由61名健康受试者组成的健康对照组接受了同样的检查项目。

    结果发现，与无迟发性运动障碍患者相较，迟发性运动障碍患者表现出主要皮质下区域（包括基底神经节及丘脑）的体积减小。基底神经节尾状核出现了体积减小，壳核出现小范围减小，苍白球仅发生少量减小。迟发性运动障碍患者（不包括无的患者）与健康对照组相比，表现出显著的基底神经节容量减小。两组其他受影响区域的体积均小于对照组。