뇌 감염은 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등에 의하여, 경우에 따라서는 원생동물이나 기생충 등에 의하여 유발되기도 합니다. 해면모양 뇌병증이라고 불리는 또 다른 종류의 뇌 질환은 프리온이라는 이상 단백질로 인해 유발됩니다.
뇌 감염은 척수 등 중추 신경계의 다른 부분에서 일어날 수도 있습니다. 일반적으로 뇌와 척수는 감염으로부터 보호되지만, 한 번 감염되면 매우 심각한 질환을 일으키기도 합니다.
감염은 뇌에 염증(뇌염)을 유발할 수 있습니다. 뇌염의 가장 일반적인 원인은 바이러스입니다. 감염은 뇌와 척수를 감싸고 있는 뇌조직막(뇌척수막)의 염증을 유발할 수도 있는데, 이러한 염증을 뇌수막염이라 합니다. 박테리아성 뇌수막염이 뇌 자체에 퍼지면 뇌염을 유발하는 경우가 있으며, 이와 유사하게 뇌염을 유발하는 바이러스 감염이 뇌수막염을 유발하기도 합니다. 엄밀히 말하면 뇌와 뇌척수막이 모두 감염된 것을 뇌수막염이라고 하나, 뇌척수막이 감염되는 경우를 주로 뇌수막염이라 하고, 뇌가 감염되는 경우를 주로 뇌염이라 합니다.
일반적으로 뇌염과 뇌수막염의 경우 감염은 한 부위로 한정되지 않으며, 뇌 전체 또는 척수 전체 및 뇌 전체를 감싸는 뇌척수막 내에 발생할 수 있습니다.
하지만 일부 질환에서는 감염이 일어난 위치에 따라 축농 또는 농양이라 불리는 고름 주머니에 국한되기도 합니다.
축농은 뇌를 둘러싸는 조직(뇌척수막) 또는 폐를 둘러싸는 조직 사이의 공간과 같이 신체에 있는 공간에 형성되며,
농양은 비등과 유사하게 뇌 안을 포함하여 신체의 어느 부위에나 형성될 수 있습니다.
곰팡이(누룩곰팡이 등), 원생동물(톡소플라스마 포자층 등) 및 기생충(갈고리촌충, 돼지고기 조충 등)은 뇌에 낭포를 형성하는데, 이러한 국소적인 뇌 감염은 보호장벽에 둘러싸인 미생물 군집으로 이루어져 있습니다.
경우에 따라 뇌 감염, 백신, 암 또는 다른 장애로 인해 잘못된 면역 반응이 유발되어 면역계가 뇌의 정상 세포를 공격하게 됩니다(자가면역 반응). 그 결과, 뇌에 염증이 생깁니다. 이러한 질환을 감염 후 뇌염이라고 합니다.
박테리아 및 기타 감염성 미생물은 다음과 같이 다양한 경로를 통해 뇌 및 뇌척수막에 도달할 수 있습니다.
혈액을 통한 전달
외부에서 직접 뇌에 도달(예를 들어 두개골 파열 또는 뇌 수술 중)
부비동이나 중이 등 감염된 구조물 근처에서 전파