Büyük oranda hayvan araştırmaları ve in vitro çalışmalarda elde edilen kanıtlar, duygudurum bozukluklarının beyinde limbik sistemde ve lokus seruleusdaki bir ya da birden fazla nöronal yoldaki fonksiyonel bozukluktan kaynaklandığını düşündürmektedir. Duygudurum bozukluğunda en fazla noradrenalin ve serotonin değişikliklerinin rol aldığı düşünülmektedir. Bununla birlikte, rolleri hala kesin olarak belirlenememiştir (Dalery ve Kopp 1990, Yadid ve ark. 2000). Başka nörotransmitterlerin ve nöromodülatörlerin de (nöropeptitler ve prostog- landinler) depresyonla ilişkili olabileceği sanılmak- tadır (Dalery ve Kopp 1990, Stahl 2001).