病理性赌博的形成与嗜赌者大脑神经系统出现异常变化也有某种关系。美国心理学家彼得卡尔顿研究发现：一种改变精神细胞功能的化学物质── 5-羟色胺的数量降低，可能是嗜赌成性的个体原因之一。美国精神病学家研究还发现，病理性赌博者的行为可影响大脑许多神经递质，这些物质的增减可以使焦虑者平静，忧郁者兴奋，或使精神空虚者充实等。