Det har blitt vist at personer med OCD har økt grå substansvolum bilateralt i nuclei lenticulares til nuclei caudati (områder i hjernen), og redusert grå substansvolum bilateralt i dorsal gyri frontales mediales og gyri cinguli anteriores. Disse funnene står i kontrast til funn hos personer med angstlidelser som har fått påvist redusert (i motsetning til økt) grå substansvolum bilateralt i nuclei lenticulares og nuclei caudati i kombinasjon med redusert grå substansvolum bilateralt i dorsal gyri frontales mediales og gyri cinguli anteriores. OFC- overaktivitet dempes hos pasienter som har respondert positivt på SSRI medikasjon, et resultat som antas å skyldes økt stimulering av serotonin reseptor 5-HT2A og 5-HT2C. Det har også blitt vist at striatum, som er knyttet til planlegging og initiering av handlinger, er involvert. Mus som genetisk har en defekt som gir konsekvenser for striatum, viser atferd lik den mange OCD-pasienter viser, for eksempel tre ganger så hyppig rengjøring og stell av seg selv som det andre mus utfører. Det kan altså finnes en arvelig predisposisjon knyttet til nevrologisk utvikling som kan øke sannsynligheten for utvikling av tvangslidelse.