Pitkäaikainen runsas alkoholinkäyttö aiheuttaa aivoissa sekä toiminnallisia että rakenteellisia muutoksia. Yli puolella alkoholin suurkuluttajista voidaan todeta kognitiivisen toiminnan heikkeneminen ja joka kymmenes alkoholisti dementoituu pysyvästi. Lisäksi noin joka toisella alkoholisteista neuropatologisessa tutkimuksessa todetaan merkittävä pikkuaivoatrofia. Surullisin alkoholismista johtuva keskushermostovaurio on fetaalialkoholioireyhtymä (FAS), jossa äidin raskaudenaikainen runsas alkoholinkäyttö on vaurioittanut kehittyvän sikiön aivoja ja näköhermoa. Pahimmillaan se johtaa syntyvän lapsen älylliseen kehitysvammaisuuteen ja näkövammaan.
 

B1-vitamiinin puutos

Vaikka useat aivorakenteet vaurioituvat pitkäaikaisen alkoholinkäytön seurauksena, nykytutkimus ei tiedä tarkalleen solutason mekanismeja, joilla alkoholin aiheuttama hermostovaurio syntyy. Eniten näyttöä on saatu B1-vitamiinin puutteen osuudesta Wernicken ja Korsakoffin oireyhtymissä. Wernicken oireyhtymässä krooninen alkoholinkäyttö ja siihen liittyvä vieroitusoireisto yhdessä B1-vitamiininpuutteen kanssa aiheuttaa pistemäiset verenvuodot aivokammioiden läheisyydessä ja vaurioittaa lisäksi nisälisäkettä ja usein myös aivosiltaa, aivorunkoa ja pikkuaivoja. Ilman suonen- tai lihaksensisäistä B1-vitamiinin antoa, tämä tila johtaa akuutisti kuolemaan noin 10-20 prosentissa. Noin 80 prosentille potilaista, jotka toipuvat Wernicken oireyhtymän akuutista vaiheesta, kehittyy kroonisempi Korsakoffin oireyhtymä. Sille on tyypillistä kyvyttömyys painaa mieleen uusia tai muistaa aiemmin opittuja asioita. Korsakoffin oireyhtymässä aivovaurio on paikannettu talamuksen takaosiin. Uusimmat tutkimukset ovat osoittaneet, että B1-vitamiinilla olisi myös merkittävä osuus alkoholistien pikkuaivovaurioissa ja harvinaisemmassa niin sanotussa Marchiafava-Bignamin -taudissa, jossa aivopuoliskoja yhdistävä aivokurkiainen on vaurioitunut.
 

Juomatavat

Alkoholinkäytön aiheuttamien aivovaurioiden synnyssä juomatavalla näyttäisi olevan merkitystä. Sekä ihmisillä että eläimillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että jatkuva humala-krapula -tyyppinen juomiskierre on hermoston kannalta paljon haitallisempaa kuin jatkuva tasainen alkoholialtistus. Tämän syklisen juomatavan haitallisuuden on esitetty johtuvan muutoksista stimuloivan glutamaatin ja estävän GABA:n välillä siten, että haitallinen glutamaattivälitteinen neurotransmissio jää vallalle ja lopulta johtaa hermosolujen väsymiseen.
 

Asetaldehydi

Myös alkoholin aineenvaihduntatuote, asetaldehydi, voi olla merkittävä etiologinen tekijä alkoholistien aivovaurioissa. Asetaldehydi on molekyylinä 10-20 kertaa myrkyllisempi kuin alkoholimolekyyli ja reagoi herkästi esimerkiksi proteiinirakenteiden kanssa muodostaen niin sanottuja asetaldehydiproteiiniaddukteja. Immunohistokemiallisin menetelmin asetaldehydiaddukteja on voitu osoittaa alkoholistien maksanäytteistä ja niiden yhteys alkoholimaksavaurioon on ilmeinen. Aivoissa mitatut asetaldehydipitoisuudet ovat kuitenkin huomattavasti pienempiä kuin maksan pitoisuudet ja lisäksi veriaivoeste estää tehokkaasti asetaldehydin pääsyn verestä aivokudokseen. Osin tästä johtuen alkoholistien aivoista ei ole toistaiseksi pystytty osoittamaan merkittäviä määriä asetaldehydiaddukteja. Jatkotutkimukset osoittavat voiko asetaldehydi muodostaa addukteja myös aivoproteiinien kanssa ja mikä on asetaldehydiadduktien osuus alkoholistien aivovaurioissa.
 

Dementia

Pitkäaikainen runsas alkoholinkäyttö voi aiheuttaa dementiaa. Eläimillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että krooninen alkoholialtistus vähentää muistialueen eli hippokampuksen hermosolumääriä. Vastaavasti alkoholisteilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet hippokampusalueen atrofioituvan. Tämä muutos ei näyttäisi kuitenkaan johtuvan hermosolujen vähenemisestä hippokampuksessa, koska uusimmat tutkimukset eivät ole mitanneet merkittävää eroa hermosolumäärissä alkoholistien ja kontrollien välillä. Alkoholistien muistihäiriö saattaa ennemminkin johtua etuaivojen valkean ja harmaan aineen atrofiasta ja Korsakoff-tyyppisestä talamuksen vauriosta kuin pelkästä hippokampusatrofiasta. Lisäksi alkoholistien muistihäiriöitä saattaa edesauttaa aivorungossa sijaitsevan noradrenergisen locus coeruleus -tumakkeen hermosolujen vaurioituminen. Eläinkokeissa on osoitettu, että jo alkoholin kohtuualtistus vähentää hermosolujen määrää locus coeruleuksessa noin 30 prosenttia. 
 

Kohtuukäyttö ja aivot

Epidemiologisissa tutkimuksissa alkoholin kohtuukäyttöön (1-3 ravintola-annosta päivässä) on liittynyt vähemmän iskeemisiä aivoinfarkteja ja Alzheimerin dementiaa kuin raittiilla verrokeilla. Nämä vaikutukset selittyvät todennäköisesti kohtuukäytön hyvää kolesterolia (HDL) nostavalla ja alkoholin hyytymistä estävällä vaikutuksilla. Suositusten ja johtopäätösten tekeminen alkoholin kohtuukäytön puolesta vaatii kuitenkin runsaasti lisätutkimuksia. Lisäksi on huomioitava suuri yksilöllinen vaihtelu. Esimerkiksi alkoholiin tottumattomille jo 2-3 alkoholiannoksen päivittäinen nauttiminen voi aiheuttaa terveysongelmia. Tässä suhteessa erityisen riskiryhmän muodostavat iäkkäät henkilöt, joiden muut sairaudet ja runsas lääkitys voivat yhdessä pientenkin alkoholiannosten kanssa aiheuttaa arvaamattomia sivuvaikutuksia. Lisäksi alkoholi voi hyvinkin pieninä annoksina pahentaa tai aiheuttaa unihäiriöitä, uniapneaa tai rytmihäiriöitä. Vastaavasti henkilöiden, joilla on suurentunut riski sairastua alkoholiriippuvuuteen tai jotka käyttävät useita keskushermostoon vaikuttavia lääkkeitä tulisi pidättäytyä alkoholista kokonaan. 

Krooniseen alkoholinkäyttöön liittyvien aivojen rakenteellisten ja toiminnallisten muutosten kuten etuaivojen valkean aineen atrofian ja siihen liittyvien kognitiivisten häiriöiden on todettu korjaantuvan osittain alkoholinkäytön lopettamisen jälkeen. Lisäksi B1-vitamiinipuutoksen varhainen tunnistaminen ja hoito voi parhaimmillaan estää pysyvän aivovaurion muodostumisen ja laitoshoitoon joutumisen. Terveydenhoitohenkilökunnan tulisikin olla nykyistä enemmän tietoinen siitä, että alkoholin suurkulutukseen liittyviä neurologisia sairauksia voidaan aktiivisesti ehkäistä ja hoitaa siinä missä muitakin neurologisia sairauksia.