Tra gli eventi "a cascata" che incorrono nel cervello a seguito di una commozione cerebrale vi è una compromissione della neurotrasmissione, una perdita della regolazione degli ioni, una modificazione nel consumo di energia e nel metabolismo cellulare e una riduzione del flusso sanguigno cerebrale. Alcuni neurotrasmettitori eccitatori, prodotti chimici come l'acido glutammico che servono per stimolare le cellule nervose, vengono rilasciati in quantità eccessive; l'eccitazione cellulare risultante fa sì che i neuroni raggiungano più velocemente il potenziale d'azione. Questo crea uno squilibrio di ioni, quali quelli del potassio e del calcio, attraverso le membrane cellulari dei neuroni (un processo noto come eccitotossicità).