Em pacientes com diagnóstico de transtorno bipolar bem estabelecido, estudos de neuroimagem admitem a inexistência de alterações estruturais relevantes. 

Em pacientes com transtorno bipolar, exames de neuroimagem estrutural podem detectar menor espessura cortical, menor volume de estruturas subcorticais com preservação da integridade da substância branca.

Estudos mostram que pacientes com transtorno bipolar tratados com lítio podem apresentar uma normalização relativa de estruturas cerebrais, como volume do hipocampo e do tálamo e das vias de conexão da substância branca.

No tratamento regular de pacientes com transtorno bipolar, o lítio e os anticonvulsivantes mantêm o mesmo padrão de neuroimagem, sem interferência em estruturas corticais e subcorticais.