Si è generalmente d’accordo che il delirio di Capgras ha una base complessa e organica causata da danni strutturali agli organi e può essere meglio compreso esaminando i danni neuroanatomici associati alla sindrome.
In uno dei primi articoli a considerare la base cerebrale del delirio di Capgras, Alexander, Stuss e Benson sottolinearono nel 1979 che il disturbo potrebbe essere legato a una combinazione di danni al lobo frontale che causano problemi di familiarità e danni all’emisfero destro che causano problemi con il riconoscimento visivo.
Altri indizi sulle possibili cause del delirio di Capgras furono suggeriti dallo studio di pazienti cerebrolesi che avevano sviluppato prosopagnosia. In questa condizione, i pazienti non sono in grado di riconoscere consapevolmente i volti, pur essendo in grado di riconoscere altri tipi di oggetti visivi. Tuttavia, uno studio del 1984 di Bauer ha dimostrato che anche se il riconoscimento cosciente dei volti era compromesso, i pazienti con la condizione hanno mostrato un eccitamento autonomo (misurato da una misura di risposta cutanea galvanica) ai volti familiari, suggerendo che ci sono due percorsi per il riconoscimento dei volti, uno conscio e uno inconscio.
In un articolo del 1990 pubblicato sul British Journal of Psychiatry, gli psicologi Hadyn Ellis e Andy Young hanno ipotizzato che i pazienti con il delirio di Capgras potrebbero avere una “immagine speculare” o una doppia dissociazione della prosopagnosia, nel senso che la loro capacità cosciente di riconoscere i volti è intatta, ma potrebbero avere danni al sistema che produce l’eccitazione emotiva automatica ai volti familiari. Questo potrebbe portare all’esperienza di riconoscere qualcuno pur sentendo che qualcosa non era “del tutto giusto” in loro. Nel 1997, Ellis e i suoi colleghi hanno pubblicato uno studio su cinque pazienti con delirio di Capgras (tutti con diagnosi di schizofrenia) e hanno confermato che anche se potevano riconoscere coscientemente i volti, non mostravano la normale risposta automatica di eccitazione emotiva. Lo stesso basso livello di risposta autonoma è stato mostrato in presenza di estranei. Young (2008) ha teorizzato che questo significa che i pazienti con la malattia sperimentano una “perdita” di familiarità, non una “mancanza” di essa. Ulteriori prove di questa spiegazione vengono da altri studi che misurano le risposte galvaniche cutanee (GSR) ai volti. Un paziente con delirio di Capgras ha mostrato una ridotta GSR ai volti nonostante il normale riconoscimento dei volti. Questa teoria sulle cause del delirio di Capgras è stata riassunta in Trends in Cognitive Sciences nel 2001.
William Hirstein e Vilayanur S. Ramachandran hanno riportato risultati simili in un articolo pubblicato su un singolo caso di un paziente con delirio di Capgras dopo una lesione cerebrale. Ramachandran ha ritratto questo caso nel suo libro Phantoms in the Brain e ne ha parlato al TED 2007. Dal momento che il paziente era in grado di provare emozioni e riconoscere i volti, ma non poteva provare emozioni quando riconosceva volti familiari, Ramachandran ipotizza che l’origine della sindrome di Capgras è una disconnessione tra la corteccia temporale, dove i volti sono solitamente riconosciuti (vedi lobo temporale), e il sistema limbico, coinvolto nelle emozioni. Più specificamente, egli sottolinea la disconnessione tra l’amigdala e la corteccia inferotemporale.
Nel 2010, Hirstein ha rivisto questa teoria per spiegare perché una persona con sindrome di Capgras avrebbe la particolare reazione di non riconoscere una persona familiare. Hirstein ha spiegato la teoria come segue:
la mia ipotesi attuale sulla Capgras, che è una versione più specifica della posizione precedente che ho preso nell’articolo del 1997 con V. S. Ramachandran. Secondo il mio attuale approccio, rappresentiamo le persone che conosciamo bene con rappresentazioni ibride che contengono due parti. Una parte le rappresenta esternamente: il loro aspetto, il loro suono, ecc. L’altra parte le rappresenta internamente: la loro personalità, le credenze, le emozioni caratteristiche, le preferenze, ecc. La sindrome di Capgras si verifica quando la parte interna della rappresentazione è danneggiata o inaccessibile. Questo produce l’impressione di qualcuno che sembra giusto all’esterno, ma sembra diverso all’interno, cioè un impostore. Questo dà una spiegazione molto più specifica che si adatta bene a ciò che i pazienti effettivamente dicono. Corregge un problema con l’ipotesi precedente in quanto ci sono molte possibili risposte alla mancanza di un’emozione quando si vede qualcuno.
Inoltre, Ramachandran suggerisce una relazione tra la sindrome di Capgras e una più generale difficoltà a collegare ricordi episodici successivi a causa del ruolo cruciale che l’emozione gioca nella creazione dei ricordi. Poiché il paziente non riusciva a mettere insieme ricordi e sentimenti, credeva che gli oggetti di una fotografia fossero nuovi ad ogni visione, anche se normalmente avrebbero dovuto evocare sentimenti (ad esempio, una persona vicina a lui, un oggetto familiare, o anche se stesso). Altri come Merrin e Silberfarb (1976) hanno anche proposto collegamenti tra la sindrome di Capgras e deficit in aspetti della memoria. Essi suggeriscono che una persona importante e familiare (il soggetto abituale del delirio) ha molti strati di ricordi visivi, uditivi, tattili ed esperienziali associati ad essa, così il delirio di Capgras può essere compreso come un fallimento della costanza dell’oggetto ad un alto livello percettivo.
Molto probabilmente, più di una semplice compromissione della risposta automatica di eccitazione emotiva è necessaria per formare il delirio di Capgras, poiché lo stesso modello è stato riportato in pazienti che non mostrano segni di deliri. Ellis ha suggerito che un secondo fattore spiega perché questa esperienza insolita si trasforma in una credenza delirante; si pensa che questo secondo fattore sia una compromissione del ragionamento, anche se non è stata trovata una compromissione definitiva che spieghi tutti i casi. Molti hanno sostenuto l’inclusione del ruolo della fenomenologia del paziente nei modelli esplicativi della sindrome di Capgras, al fine di comprendere meglio i meccanismi che consentono la creazione e il mantenimento delle credenze deliranti.
La sindrome di Capgras è stata anche collegata alla paramnesia reduplicativa, un’altra sindrome di identificazione errata delirante in cui una persona crede che un luogo sia stato duplicato o trasferito. Poiché queste due sindromi sono altamente associate, è stato proposto che colpiscano aree simili del cervello e quindi abbiano implicazioni neurologiche simili. Si ritiene che la paramnesia ridondante colpisca il lobo frontale e quindi si ritiene che anche la sindrome di Capgras sia associata al lobo frontale. Anche se il danno non è direttamente al lobo frontale, un’interruzione dei segnali tra altri lobi e il lobo frontale potrebbe portare alla sindrome di Capgras.