Sinds de toepassing van MRI en PET scans zijn de hersenen van stotteraars uitgebreid bekeken. In een recente publicatie toont Sommer (2002) aan, dat delen van de motorische cortex in de linker hersenhelft bestaan uit een weefsel met een geringere dichtheid of met een geringere isolatie.
Bij stotteren treden beide hersenhelften in werking
Sommer stelt, dat de rechter hersenhelft mogelijk ter compensatie mee gaat doen met de regulatie van de spraak. Al veel langer is immers bekend, dat stotteren wordt veroorzaakt door een gelijktijdige activiteit van de beide hersenhelften. Bij niet-stotterende mensen is alleen de linker hersenhelft actief. Uit hersenonderzoek in het algemeen blijkt steeds meer, dat een geringere isolatie van de zenuwbanen vooral ontstaat door een ijzer -gebrek in de eerste kinderjaren (Beard, 2003). Ook wordt een dergelijk gebrek tijdens de zwangerschap mede verantwoordelijk gehouden.
Stotteren wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van (langdurig) vloeiende perioden. Blijkbaar kunnen de hersenen goed omgaan met de afwijkende structuur van de motorische cortex. De overgang vloeiende spraak/stotterende spraak kan men enigszins verklaren door aan te nemen, dat de afwijkende structuur zeer gevoelig is voor "irritaties" b.v. in de dosering van de juiste hoeveelheid neurotransmitters.
Ook op het gebied van neurotransmitters zijn bij stotteraars afwijkingen waargenomen, zij het op indirecte wijze. Aan het eind van de vorige eeuw heeft men getracht om het stotteren terug te dringen met verschillende medicijnen. Met haloperidol oogstte men succes, vooral bij hevige stotteraars (Rosenberger, 1976). Deze stof vermindert de werking van dopamine. Zo ontstond de overmaat-dopamine-theorie als de oorzaak van stotteren (Wu, 1997). De behandeling had echter te veel bijwerkingen, zodat er geen doorbraak is gekomen. Zeer recent is er weer literatuur verschenen (Maguire, 2004), waarin andere medicijnen (risperidon en olanzapine) worden aanbevolen om de dopamine-hyperactiviteit bij stotteraars te onderdrukken.
