神经学家认为，耳鸣是大脑功能和结构两者共同发生改变造成的。

美国乔治敦大学医学中心的神经学家指出，耳鸣并非单纯的耳朵问题，而是大脑在试图补偿听力损失时，自我修复机制失败所导致的结果。这一发现发表在《神经元》杂志上。目前，美国约有4000万人受耳鸣困扰，他们听到的铃声实际上是大脑试图替代丢失的声音频率，但未能成功抑制这些信号所致。类似机制也出现在慢性疼痛和其他感觉性疾病中。

研究人员解释，衰老、噪音损伤或事故等因素导致特定频率的听力损失，迫使大脑产生替代声音。然而，当大脑的边缘系统（负责情感等功能）无法有效抑制这些声音时，它们便进入听觉感知通路，形成耳鸣。主要研究者、神经病学家约瑟夫·劳舍克尔表示：“我们认为，边缘系统与听觉网络之间的功能失衡是慢性耳鸣的关键。要彻底理解并最终治愈耳鸣，必须详细认识这种失衡的性质和基础。”

目前，抗抑郁药物和掩蔽器对部分患者有帮助，但无法根治。研究团队利用功能性磁共振成像（fMRI）对22名志愿者（其中半数患有慢性耳鸣）进行扫描，发现耳鸣患者的前听觉皮层和后听觉皮层存在中度过度活跃，而伏核（与奖赏、情感和厌恶相关的脑区）则高度活跃，尤其是针对患者缺失的频率。劳舍克尔说：“伏核是皮质纹状体的一部分，它作为总‘评价网络’，决定哪些感觉重要，并影响这些感觉如何被体验。我们的证据表明，这些边缘结构——特别是伏核和腹内侧前额皮质——在耳鸣患者的大脑中确实存在差异。”

这些脑区的功能异常还与情感改变和慢性疼痛有关。劳舍克尔补充道：“这两者可能都与抑制多余感觉信号的能力不足有关。”