Neuropsychologische tests, waarbij de nadruk ligt op tests die niet door motorische vertraging worden beïnvloed (die niet worden getimed en waarvoor het gebruik van de handen niet is vereist), zijn essentieel voor het opsporen van de belangrijkste cognitieve deficiënties, vooral in het beperkte stadium van NCS. Karakteristieke kenmerken die in een vroeg stadium van de stoornis tijdens neuropsychologisch onderzoek worden waargenomen zijn mogelijk: verminderde aandacht, executieve disfuncties, vertraagde informatieverwerking en deficiënties in het geheugen en de visuospatiële functies, terwijl veel taalvaardigheden intact blijven.
Met structureel beeldvormend onderzoek en dopaminetransporterscans, zoals DaT-scans, kan onderscheid worden gemaakt tussen gevallen van dementie die met lewylichaampjes samenhangen (zoals NCS door de ziekte van Parkinson en NCS met lewylichaampjes) en gevallen van dementie die niet met lewylichaampjes samenhangen (zoals NCS door de ziekte van Alzheimer).
