Церебральная ишемия и гипоксия являются основными причинами повреждения головного мозга у новорожденных в перинатальном периоде. На ранних стадиях поражения тканей мозга при церебральной гипоксически-ишемической энцефалопатии могут наблюдаться отек головного мозга, некроз тканей мозга и внутричерепное кровоизлияние. Восприимчивость перинатальной ткани мозга к гипоксии и ишемии связана не только с длительностью гестации, но и с локальным анатомическим строением и физиологическими характеристиками мозга, такими как гипоплазия белого вещества головного мозга, которая в основном возникает в первые шесть месяцев беременности. Кроме того, два полушария головного мозга имеют сферический вид, лобные доли меньше нормы, желудочки относительно расширены, а понтинные и медуллярные позвонки уменьшены. Субвентрикулярное кровоизлияние часто возникает у незрелых детей из-за местных анатомических и физиологических особенностей незрелого ребенка в сочетании с ишемией и гипоксией, изменениями кровяного давления и кровотока, что приводит к разрыву и кровотечению поврежденных капилляров. Очаговые кровоизлияния можно увидеть в головке хвостатого ядра, хвостато-таламической борозде, латеральной стенке височного рога бокового желудочка и латеральном затылочном роге, а в тяжелых случаях могут образовываться небольшие гематомы. Внутрижелудочковые кровоизлияния возникают в тяжелых случаях и являются наиболее распространенным поражением у незрелых детей, при этом статистика показывает, что более 80% кровоизлияний приходится на кровоизлияния в субвентрикулярный канал. Когда кровоизлияние слишком велико, чтобы полностью рассосаться, механизация, особенно в 4-м желудочке, или механизированные спайки в субарахноидальном пространстве могут вызвать острую и хроническую гидроцефалию. Большинство поражений происходит в глубоком белом веществе вокруг желудочков, особенно в белом веществе около переднего рога бокового желудочка (лобная доля) и белом веществе около заднего рога, а в тяжелых случаях может быть разрушен желудочковый канал, особенно в стенке затылочного рога бокового желудочка, впоследствии образуя глиальный рубец или кистозную полость. Основными механическими повреждениями, связанными с церебральным параличом во время родов, являются субдуральные гематомы и церебральные ишемические инфаркты. Большинство субдуральных гематом возникает на дорсолатеральной стороне полушария головного мозга. Ишемический некроз мозга может возникнуть в случаях осложненных родов с лицевой недоношенностью, наложением черепов и затяжными родами. При гипербилирубинемии билирубин, пересекая гематоэнцефалический барьер, может повредить nucleus basalis, hippocampus, suboptic nucleus и dentate nucleus, которые окрашиваются в желтый или темно-желтый цвет, и может наблюдаться различная степень дегенерации нейронов, массивная потеря нейронов и замещение пролиферации нейроглиальных клеток. Наиболее часто центральную нервную систему поражают различные врожденные инфекции, такие как врожденная краснушная вирусная инфекция, врожденная токсоплазменная инфекция, цитомегаловирусная инфекция, врожденная вирусная инфекция простого герпеса и др.