生化研究證實：
⑴Rett綜合征患兒在新皮層、海馬、丘腦和基底節，膽堿乙酰基轉移酶（ChAT）的活性顯著降低，與神經病理發現的在前腦的膽堿能神經元減少一致。另外，研究發現，腦脊液神經生長因子的水平下降。神經生長因子是前腦膽堿能神經元發育所必須的。這些資料表明，膽堿能神經元功能缺陷可能為初始因素，可能引起一些其他的缺陷如錐體外系功能障礙。另外，前腦膽堿能神經元有顯著的性別差異的易損性，與這些神經元上的雌激素受體的不同分布有關，如果膽堿能神經元功能缺陷確為Rett綜合征發病的初始因素，此點可對患者的性別比例差異做出解釋。
⑵在尸解組織和腦脊液中生物胺水平變化報道不一。
⑶在丘腦中，β-內啡肽水平升高，腦脊液中谷氨酸水平升高。總之，臨床、生化和神經病理資料表明，Rett綜合征是一種神經發育性疾病，可能為嬰兒早期細胞程序化死亡（Apoptosis）的異常或一些神經營養因子的缺乏，在生后最初幾年影響最嚴重，因為此時正是樹突增殖高峰和突觸形成時期。