Masennuksen patofysiologiaan liittyy aivojen rakenteellisia poikkeavuuksia ja neuroplastisuuden heikkenemistä.

Rakenteellisten aivokuvantamistutkimusten mukaan masennuksesta toipuminen, masennuslääkitys sekä useat ei-farmakologiset hoitomenetelmät vaikuttavat aivojen rakenteeseen.

Rakenteellisia muutoksia on havaittu etenkin limbisillä alueilla, etuotsalohkon aivokuorella sekä niitä yhdistävissä valkean aineen radoissa.

Kyseiset alueet ovat oleellisia masennukseen liittyvien emotionaalisten ja kognitiivisten prosessien kannalta.

Erilaiset hoitomuodot saavat aikaan varsin samankaltaisia muutoksia aivojen rakenteessa, mikä viittaa yhteisiin neuroplastisiin taustamekanismeihin.