Personer med dyslexi har problem med att läsa ord och förstå språk. Ordigenkänning och förmågan att relatera bokstäver och ljud äventyras i varierande grad beroende på hur allvarligt tillståndet är. Effekterna av dyslexi på hjärnan finns mestadels i den vänstra hjärnhalvan, där distinkta regioner styr tal, läsning och språkbehandling. Genom att använda medicinska avbildningstekniker kan skillnader i mängden material i vissa delar av hjärnan ses hos personer som är dyslektiker. Hjärnspecialister fokuserar på områden i hjärnan där ord avkodas och bearbetas under läsning.
Dyslexi i hjärnan analyseras genom att jämföra mängden vit och grå substans med normala hjärnor. Det yttre lagret av hjärnan består av grå substans där nervceller bearbetar all information som kommer in från sinnena. Vit materia som finns djupare inuti är designade för snabb kommunikation mellan olika delar av hjärnan. De med dyslexi tenderar att ha mindre av både grå och vit substans i det vänstra parietotemprorala området, där ord avkodas. Ett av symtomen på dyslexi inkluderar att man inte kan förstå ljudet av ord, vilket kan uppstå på grund av strukturella skillnader i denna del av hjärnan.
Medicinska tekniker som funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) kan analysera hjärnan hos barn med tecken på dyslexi. Dyslexis effekter på hjärnan kan ses med bilder som visar lägre aktivitetsnivåer på platser som styr läsning och språkförmåga. Förutom strukturella skillnader från den normala hjärnan, som ses vid datoriserad axiell tomografi (CAT) skanningar och positronemissionstomografi (PET), är variationer i metaboliska processer relaterade till dyslexi i hjärnan. Dessutom är de bakre vänstra delarna av hjärnan mindre aktiva, men frontområdena på vänster sida kompenserar med mer aktivitet än normalt.
Genom att studera effekterna av dyslexi på hjärnan och se hur aktiviteter som att jonglera och spela musikinstrument fysiskt kan förändra den, hittar forskare nya behandlingsalternativ. Hjärnans förmåga att kompensera när en hemisfär tas bort har också gjort dyslexibehandlingen mer optimistisk, eftersom hjärnans struktur kan förändras även hos vuxna. Vissa typer av terapi kan stimulera regioner där effekterna av dyslexi på hjärnan är närvarande. Dessa kan hjälpa någon med tillståndet att kompensera för hans eller hennes läs- och språkproblem.