La "sindrome da seconda impatto", descritta per la prima volta da Saunders e Harbaugh nel 1984, in cui il cervello si gonfia pericolosamente dopo un colpo minore, può verificarsi in casi molto rari. La condizione può svilupparsi nelle persone che ricevono un secondo trauma successivo di alcuni giorni o settimane a una commozione cerebrale, prima che i suoi sintomi siano scomparsi. Non vi sono certezze sulla fisiologia di questa, spesso fatale, complicanza, ma comunemente si ritiene che il gonfiore si verifichi poiché le arteriole del cervello perdono la capacità di regolare il loro diametro, causando una perdita di controllo sul flusso sanguigno cerebrale. Con l'estendersi della tumefazione, anche la pressione intracranica aumenta rapidamente. Può verificarsi erniazione del cervello e il tronco cerebrale può smettere di funzionare entro cinque minuti. Tranne nel pugilato, tutti i casi conosciuti si sono verificati in atleti sotto i 20 anni di età. A causa del numero molto limitato di casi documentati la diagnosi è controversa, ed esistono dubbi circa la sua validità.