MRI-scans van mensen met een chronische stoornis in het gebruik van alcohol vertonen vaak een corticale atrofie, een verlies aan witte stof en een vergroting van de sulci en de ventrikels. Afwijkingen bij beeldvormend onderzoek komen vaker voor bij mensen met een NCS, maar er zijn ook gevallen van NCS zonder afwijkingen bij beeldvormend onderzoek, en andersom. Speciale technieken (bijvoorbeeld diffusion tensor imaging, DTI) kunnen schade aan specifieke wittestofbanen aan het licht brengen. MRI-spectografie kan een vermindering aantonen van N-acetylaspartaat, en een toename van markers voor ontsteking (bijvoorbeeld myoinositol) of wittestofletsel (bijvoorbeeld choline). Veel van deze veranderingen bij beeldvormend hersenonderzoek en de ermee gepaard gaande neurocognitieve verschijnselen verdwijnen na succesvolle onttrekking. Bij mensen met een stoornis in methamfetaminegebruik kan MRI aantonen dat er hyperintensiteiten zijn, die op microbloedingen of grotere ontstekingsgebieden kunnen wijzen.
