Tra i bambini con leucemia linfoblastica acuta, le funzioni neurocognitive risultano il più delle volte nella norma durante la terapia di induzione e mantenimento [61].Le alterazioni compaiono come effetti tardivi verso la fine della chemioterapia o dopo la sua conclusione, possono persistere per anni o essere permanenti [62]. I bambini che sopravvivono dopo una leucemia linfoblastica acuta mostrano un minor rendimento scolastico rispetto ai loro fratelli o a controlli della stessa età, con difficoltà soprattutto in matematica [57]. I meccanismi di apprendimento non verbale, dipendenti dall'attenzione, dalla percezione visiva e dalla memoria sembrano essere selettivamente colpiti, con risparmio delle abilità verbali [63]. I deficit possono essere focali o globali, e l'impatto risulta dunque maggiore sul quoziente intellettivo di performance piuttosto che su quello verbale: i pazienti mostrano ridotta capacità di attenzione e di concentrazione, deficit nella memoria a breve termine, nel ragionamento simbolico, nella motricità fine e un'instabilità dell'umore [64].I domini neuropsicologici più spesso colpiti nei pazienti trattati con sola chemioterapia sono l'attenzione, la memoria non verbale e la velocità di calcolo. E' descritta l'insorgenza di sottili deficit nell'attenzione e nel processamento delle informazioni nei bambini sottoposti a chemioterapia diretta al sistema nervoso centrale per leucemia linfoblastica acuta, non associata a radioterapia; questi deficit risultano più spiccati nei pazienti che hanno ricevuto un trattamento intensificato, con alterazioni anche dell'attenzione sostenuta e del controllo visuomotorio.Esistono prove che non sia il tumore in età infantile di per se stesso a indurre le sequele neurocognitive (pazienti pediatrici con tumore di Wilms non manifestano le stesse problematiche), né sembrerebbe avere un ruolo la chemioterapia sistemica non specificatamente diretta al sistema nervoso centrale. In generale risultano compromesse le funzioni esecutive, cioè quelle abilità necessarie per le attività finalistiche e controllate, mediate in gran parte dalla corteccia frontale e prefrontale, la cui mielinizzazione si protrae durante l'infanzia e l'adolescenza [65].Dal momento che le aree cerebrali meno mature sono più suscettibili al danno rispetto alle altre strutture, la corteccia prefrontale risulta tra le più vulnerabili durante lo sviluppo.Il methotrexate e il desametasone vengono generalmente ritenuti i principali responsabili dei deficit neuropsicologici nei bambini sottoposti a trattamento per LLA, anche se non tutti gli studi sono concordi, soprattutto per quanto riguarda il ruolo del desametasone. Sembra che il dosaggio del methotrexate sia un fattore importante nell'insorgenza dei deficit attenzionali post-terapia, essendo questi più frequenti nei pazienti sottoposti a trattamenti intensificati.Il sesso femminile viene riportato come fattore di rischio per il declino del quoziente intellettivo globale o delle abilità non verbali nei pazienti con LLA trattati con sola chemioterapia; differenze nella maturazione cerebrale potrebbero spiegare la diversa vulnerabilità tra i bambini e le bambine. E' dimostrato che l'incremento della sostanza bianca durante l'infanzia è minore nelle femmine, elemento che potrebbe renderle più suscettibili al danno da chemioterapia.L'età alla diagnosi è un ulteriore fattore di rischio per i deficit dell'attenzione nei pazienti con LLA, proprio perché le strutture cerebrali meno mature sono più vulnerabili agli agenti neurotossici [66].