Bărbații cu un cromozom X în plus (sindromul Klinefelter) prezintă frecvent, deși nu întotdeauna, o prevalență crescută a tulburărilor psihiatrice care variază de la tulburarea de deficit de atenție în copilărie la schizofrenie sau tulburări afective severe la vârsta adultă. În plus, aceștia prezintă frecvent deficite verbale caracteristice. Astfel, examinarea imagisticii prin rezonanță magnetică cerebrală (RMN) a acestor persoane poate oferi indicii cu privire la influența genelor cromozomului X asupra variației structurale cerebrale corespunzătoare tulburărilor psihiatrice și cognitive. Unsprezece adulți XXY și 11 bărbați martori XY de sex masculin de vârstă corespunzătoare au fost examinați cu un interviu psihiatric structurat, o baterie de teste cognitive și o scanare RMN. Zece din unsprezece dintre bărbații XXY prezentau o anumită formă de tulburare psihiatrică, dintre care patru aveau halucinații auditive, comparativ cu niciunul dintre martorii XY. Volumele corticale ale lobului frontal, lobului temporal și girusului temporal superior (STG) semnificativ mai mici au fost observate bilateral la bărbații XXY. În plus, imagistica tensorului de difuzie (DTI) a integrității materiei albe a avut ca rezultat patru regiuni de anizotropie fracțională (FA) redusă la bărbații XXY în comparație cu controalele, trei în emisfera stângă și una în emisfera dreaptă. Acestea corespund membrului posterior stâng al capsulei interne, cingulatului anterior bilateral și fasciculului arcuat stâng. Au fost observate deficite cognitive specifice în funcționarea executivă atribuibile integrității lobului frontal și înțelegerii verbale. Astfel, expresia excesivă a uneia sau mai multor gene ale cromozomului X influențează atât dezvoltarea materiei cenușii, cât și a materiei albe din lobii frontali și temporali, precum și a traiectelor de materie albă care duc la aceștia, și poate contribui în acest fel la deficitele executive și de limbaj observate la acești adulți. Sunt necesare studii prospective viitoare pentru a determina ce genă sau gene sunt implicate și dacă expresia lor ar putea fi modificată cu tratamente adecvate la începutul vieții. Genele exprimate la nivelul creierului, despre care se știe că scapă inactivării pe cromozomii extra-X, ar fi candidații principali.