Sia negli animali che negli esseri umani la commozione cerebrale può alterare la fisiologia del cervello per ore o per anni, mettendo in moto una serie di eventi patologici. Si è osservato su modelli animali che dopo un iniziale aumento nel metabolismo del glucosio, vi è un successivo stato metabolico ridotto, che può persistere fino a quattro settimane dopo la lesione. Anche se si ritiene che questi eventi possano interferire con l'attività neuronale e con la funzione del cervello, i processi metabolici che seguono la commozione cerebrale sono reversibili nella grande maggioranza dei neuroni colpiti; tuttavia, alcune cellule possono morire dopo l'infortunio.