Патологические изменения, такие как кортикальный глиоз, инфаркт и кальцификация, подкорковая вакуолизация, аномальное расширение крупных мозговых вен и их соединение с множеством мелких артерий. Повреждение головного мозга происходит в основном в результате кражи артериальной крови, церебральной ишемии вследствие сердечной недостаточности, геморрагического инфаркта, сдавливания очага и хирургической травмы. Большая мозговая вена берет начало от венозной возвратной системы, дренирующей промежуточные структуры хороидного сплетения, и первоначально не сообщается с глубокой внутренней мозговой веной. На шестой-одиннадцатой неделе эмбрионального развития, если по какой-то причине эмбрион развивается аномально и передняя часть мозговой вены не дегенерирует и не окклюзируется должным образом, может сформироваться артериовенозная фистула. Это эмбриологическое изменение объясняет артериовенозное движение основной мозговой вены, которая открывается прямо в стенку венозного мешка и в основном располагается передне- и нижнебоково от стенки мешка. Артерии, снабжающие венозную аневризму, могут происходить из сосудов парамедианного хороидного сплетения, задних артерий хороидного сплетения, средней мозговой артерии, ветвей верхней мозжечковой артерии и менингеальных сосудов; в кровоснабжении могут участвовать также проникающие ветви таламуса за счет сифонного действия. Основными патологическими изменениями при кортикальном глиозе является короткое замыкание между мозговыми артериями и крупными мозговыми венами, при этом большое количество артериальной крови поступает непосредственно в крупные мозговые вены, в результате чего они становятся чрезвычайно расширенными, круглой или овальной формы, с сероватыми, утолщенными и жесткими стенками; иногда возникает тромбоз, часто превышающий 3 см в диаметре. Мозговая ткань в пределах поражения дегенерирует, атрофируется или размягчается. Артерия, питающая большую мозговую вену, в 87% случаев напрямую связана с задней мозговой артерией. 50% случаев снабжаются исключительно задней мозговой артерией, в основном односторонней, чаще справа, или двусторонней. В других случаях питание может осуществляться за счет передней мозговой артерии, средней мозговой артерии и верхней мозжечковой артерии. В большинстве случаев так и происходит, но в некоторых случаях дренирующие вены церебральной артериовенозной мальформации направляются в большие мозговые вены, что приводит к значительному расширению больших мозговых вен, что обычно является большой артериовенозной мальформацией и большой артериовенозной фистулой внутри поражения. В заключение следует отметить, что крупные церебральные венозные аневризмы являются результатом серии гемодинамических изменений, вызванных длительным артериальным кровотоком под высоким давлением, что приводит к артериализации стенки вены.