Estudos apontam que anomalias nos neurotransmissores, especificamente quantidades excessivas do neurotransmissor dopamina, podem estar envolvidas na síndrome, o que alguns sugerem que talvez seja o mecanismo primário da síndrome de Tourette.
A dopamina atua no cérebro para ajudar a regular movimentos e emoções. Portanto, qualquer distúrbio pode alterar esses fatores. Níveis diminuídos de dopamina foram apontados como causa do mal de Parkinson doença caracterizada por movimentos lentos, paralisia facial, tremores e fraqueza generalizada.
Em pacientes com quantidades excessivas de dopamina, são esperados sintomas de contrações musculares involuntárias súbitas e espasmódicas, como aqueles da síndrome de Tourette.
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