Otak Alzheimer berbeda dari otak yang sehat dengan pengurangan neuron yang signifikan. Otak penderita Alzheimer juga akan menunjukkan ukuran yang mengecil akibat berkurangnya produksi sel-sel yang mengirimkan informasi. Kemampuan kognitif sangat terganggu karena perubahan fisik dalam otak pasien dengan penyakit Alzheimer.
Dalam otak orang dewasa yang normal, ada beberapa miliar sel yang terhubung dengan respons neurologis. Namun, dengan perkembangan Alzheimer, banyak dari sel-sel penting yang menyampaikan komunikasi untuk berbagai respons ini dimusnahkan. Logika, penalaran, dan memori adalah beberapa respons yang dirusak oleh penyakit pada otak Alzheimer. Otak Alzheimer mungkin juga memiliki sejumlah besar plak di dinding arteri.
Mereka yang memiliki otak yang sehat dapat melakukan tugas dan tugas sehari-hari dengan relatif mudah. Pola komunikasi jelas dan koheren. Dengan otak Alzheimer, pasien biasanya akan mengalami kesulitan dengan tugas-tugas sederhana dan memori jangka pendek. Kebingungan dapat terjadi pada tingkat yang besar.
Di otak Alzheimer, korteks paten dapat menjadi rusak parah seiring waktu. Lapisan otak besar ini bisa menjadi kering dan membusuk. Korteks otak yang sehat akan mampu mempertahankan ingatan memori dan mengontrol fungsi motorik. Namun, mereka yang menderita Alzheimer mungkin memiliki korteks yang tidak berfungsi karena jaringan yang sekarat.
Ilmuwan medis yang memeriksa otak yang terkena Alzheimer melalui slide mikroskopis akan sering melihat perubahan yang membedakannya dari otak normal. Ilmuwan mungkin menemukan zat seperti aluminium tingkat tinggi di otak pasien Alzheimer. Asam amino mungkin lazim pada tingkat yang lebih kuat juga.
Pada dasarnya, perbedaan antara otak normal dan otak penderita Alzheimer adalah cara mereka masing-masing pada akhirnya akan berfungsi. Dengan Alzheimer, gejala kebingungan yang ditandai dengan hilangnya ingatan, hanyalah sebagian dari gambaran besarnya. Dalam bentuk demensia frontotemporal ini, pasien akhirnya dapat mengembangkan paranoia juga.
Otak yang normal dapat menghargai penjelasan logis dan penalaran dari suatu situasi. Namun, orang dengan Alzheimer mungkin salah menuduh seseorang dengan niat buruk, atau tidak melihat situasi apa adanya. Tidak jarang orang yang menderita Alzheimer menjadi curiga secara irasional terhadap niat orang lain.
Sementara otak yang sehat umumnya bersih dan bebas dari lesi, otak yang terkena penyakit Alzheimer mungkin meradang. Kerusakan akibat korosi sel adalah faktor lain yang terlihat pada otak Alzheimer. Ini dapat bermanifestasi dalam bentuk stroke kecil atau kecil yang dapat dideteksi melalui pemindaian computed tomography (CT).