Mężczyźni z dodatkowym chromosomem X (zespół Klinefeltera) często, choć nie zawsze, mają zwiększoną częstość występowania zaburzeń psychicznych, które wahają się od zaburzeń uwagi w dzieciństwie do schizofrenii lub ciężkich zaburzeń afektywnych w okresie dorosłości. Ponadto często występują u nich charakterystyczne deficyty werbalne. Dlatego badanie rezonansu magnetycznego mózgu (MRI) tych osób może dostarczyć wskazówek na temat wpływu genów chromosomu X na zmiany strukturalne mózgu odpowiadające zaburzeniom psychiatrycznym i poznawczym. Jedenaście dorosłych osób XXY i 11 dopasowanych wiekowo mężczyzn XY zostało przebadanych za pomocą ustrukturyzowanego wywiadu psychiatrycznego, baterii testów poznawczych i skanu MRI. Dziesięciu z jedenastu mężczyzn XXY miało jakąś formę zaburzeń psychicznych, z których czterech miało halucynacje słuchowe w porównaniu z żadną z kontroli XY. Znacznie mniejsze objętości korowe płatów czołowych, płatów skroniowych i górnego zakrętu skroniowego (STG) zaobserwowano obustronnie u mężczyzn XXY. Ponadto, obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) integralności istoty białej wykazało cztery regiony o obniżonej anizotropii frakcyjnej (FA) u mężczyzn XXY w porównaniu z grupą kontrolną, trzy w lewej półkuli i jeden w prawej. Odpowiadają one lewej tylnej części torebki wewnętrznej, obustronnemu przedniemu zakrętkowi obręczy i lewemu pęczkowi łukowatemu. Stwierdzono specyficzne deficyty poznawcze w zakresie funkcjonowania wykonawczego, przypisywane integralności płatów czołowych i rozumienia werbalnego. Tak więc nadmierna ekspresja jednego lub więcej genów chromosomu X wpływa zarówno na rozwój istoty szarej i białej w płatach czołowych i skroniowych, jak i prowadzących do nich szlaków istoty białej, i może w ten sposób przyczyniać się do deficytów wykonawczych i językowych obserwowanych u tych dorosłych. Przyszłe badania prospektywne są potrzebne, aby ustalić, który gen lub geny są w to zaangażowane i czy ich ekspresja może być modyfikowana przez odpowiednie leczenie we wczesnym okresie życia. Geny ekspresji mózgowej, o których wiadomo, że nie ulegają inaktywacji na chromosomach dodatkowych-X, byłyby pierwszorzędnymi kandydatami.