У детей ВИЧ проникает в центральную нервную систему (ЦНС) в ранней стадии болезни. Патологические изменения со стороны ЦНС — существенные и частые осложнения СПИДа у детей как младшего, так и более старшего возраста. Хотя ВИЧ-инфекция может вызывать эти изменения, нарушения питания и низкий уровень медицинской помощи в антенатальный и постнатальный периоды также существенно усугубляют эти проблемы.

Другие факторы, влияющие на нейропсихологическое функционирование ВИЧ-положительных детей, включают повреждения и другие заболевания в антенатальном периоде, например другие инфекции, инсульты и новообразования.

Ухудшение нейрокогнитивного статуса, по-видимому, связано с усилением репликации ВИЧ, приводящей к ВИЧ-ассоциированной прогрессирующей энцефалопатии (ВИЧПЭ). Для ВИЧ-ПЭ характерна триада симптомов: нарушение развития головного мозга, прогрессирующая двигательная дисфункция и отсутствие «вех развития» либо утрата уже достигнутых. Примерная распространенность ВИЧ-ПЭ среди инфицированных детей колеблется от 13 до 23%. Течение ВИЧ-ПЭ у новорожденных и детей младшего возраста определяется стадией развития головного мозга ребенка, в которой она начинается, штаммом ВИЧ и генетическими факторами уязвимости. Были описаны три модели нарушения развития нейрокогнитивных функций при ВИЧ-ПЭ: быстро развивающаяся ВИЧ-ПЭ с утратой достигнутых «вех развития», подострое прогрессирование энцефалопатии с периодами относительной стабильности и статическая энцефалопатия с невозможностью достижения новых «вех развития». Оценки, полученные в динамике, позволяют дифференцировать ВИЧ-ПЭ и задержку психического развития вследствие действия других факторов, таких как наркотическая зависимость матери и низкое качество медицинской помощи в антенатальном периоде. Очевидной корреляции между иммунологическим статусом и развитием ВИЧ-ПЭ не наблюдается.

При посмертных исследованиях пациентов с ВИЧ-ПЭ обнаруживались воспалительные изменения, уменьшение массы головного мозга, кальцификация сосудов базальных ганглиев, разрушение белого вещества и астроцитоз. Предполагаемые механизмы патогенеза ВИЧ-инфекции, поражающей ЦНС, следующие: 

• непосредственное поражение нейронов; 
• разрушение макрофагов, вызывающее интоксикацию нервной системы; 
• дисфункция, вызываемая продуктами жизнедеятельности вируса; 
• блокада нейрорецепторов; 
• сопутствующая инфекция, вызванная другими возбудителями; 
• аутоиммунные реакции; 
• антителоопосредованная клеточная токсичность; 
• интеграция провируса в клеточные линии ЦНС; 
• нарушение проницаемости гематоэнцефалического барьера, изменения в сосудах головного мозга.

В исследованиях с использованием методов нейровизуализации выявлена высокая частота поражений сосудов, начиная от аневризмы и заканчивая инфарктом. Установлено, что степень тяжести поражения, выявляемого с помощью общей компьютерной томографии (КТ) головного мозга, и концентрация нейротоксичного вещества — хинолиновой кислоты — в спинномозговой жидкости являются надежными предикторами уровня когнитивного функционирования и нарушения у детей.

У детей при ВИЧ-инфекции обычно ухудшаются речевые навыки, причем в большей степени страдает экспрессивная речь, чем рецептивная. Периодическая оценка уровня развития речи должна быть постоянным компонентом проверки состояния детей младшего и старшего возраста с ВИЧ-инфекцией как метода оценки прогрессирования заболевания и эффективности назначенного лечения. Зрительно-пространственные и зрительно-двигательные навыки представляют собой когнитивные функции, зависящие от стадии заболевания, от пути передачи ВИЧ и среды, в которой живет ребенок. В одном из недавних исследований ВИЧ-инфицированные дети и дети из контрольной группы продемонстрировали схожий уровень выполнения заданий из набора нейропсихологических тестов, за исключением тестов на способность к пространственному обучению и запоминанию, оцениваемых общим показателем (в баллах) по шкале памяти у детей. Концентрация холина в гиппокампе положительно коррелировала с результатами отсроченной проверки пространственной памяти у пациентов, но не у детей контрольной группы. У ВИЧ-положительных детей младшего школьного возраста можно наблюдать нарушение способности к научению, связанное с когнитивным нарушением, которое может быть связано с постепенным снижением психических функций вследствие разрушения корковых или подкорковых структур.

Применение антиретровирусных препаратов может умерять некоторые функциональные нарушения, с которыми сталкиваются эти дети, и уменьшать когнитивные дефициты, по крайней мере, на некоторое время. Более высокую эффективность антиретровирусной терапии связывают с более высокой степенью повреждения головного мозга до начала терапии и лучшим проникновением антиретровирусного препарата в ЦНС. Однако у многих детей действие антиретровирусной терапии не сохранялось после шести месяцев лечения, при этом когнитивное снижение происходило вопреки улучшению вирусологических и иммунологических показателей, хотя в этой области недавно были достигнуты определенные успехи. Специфические нейропатологические и нейропсихологические дефициты, вероятно, носят постоянный характер, также существуют ограничения, связанные с механизмами действия антиретровирусной терапии (приводящие к мутациям и резистентности вируса) и с взаимодействиями между несколькими препаратами.