Патологическая анатомия. В самом начале заболевания воспалительный процесс в мягких мозговых оболочках носит серозно-гнойный и иногда чисто серозный характер. На 2—3-й день болезни экссудат приобретает все признаки гноя. Мягкие мозговые оболочки мутные, резко полнокровны. При большом количестве экссудата он пропитывает оболочки сплошным желтоватым или зеленоватым слоем, располагающимся на поверхности мозга в виде пятен. Одновременно с основанием поражается и поверхность полушарий. Гнойные массы, расположенные на основании мозга, бывают обычно наиболее объемистыми и компактными. В спинном мозге экссудат располагается преимущественно на дорсальной его стороне, скопляясь в нижнем отделе позвоночного канала.
Вещество мозга сочное, полнокровное. В некоторых случаях объем мозга увеличен, извилины уплощены, борозды сглажены, мозг отечен, консистенция его дряблая, в ткани мозга встречаются кровоизлияния. Изменения в желудочках появляются в более поздние периоды болезни. Желудочки расширены и выполнены мутной жидкостью с примесью гнойных хлопьев, эпендима их мутна, утолщена, полнокровна, с мелкими кровоизлияниями.
Гистологически в мягкой и паутинной оболочках мозга обильная лейкоцитарная инфильтрация, границы между отдельными элементами оболочек стираются. Постепенно между клетками появляются нити фибрина. Особенно густо располагаются клетки около сосудов, стенки которых первое время остаются свободными от инфильтрата. Лейкоцитарные инфильтраты могут встречаться и в веществе мозга. В нервных клетках и волокнах дегенеративные изменения.
К концу 1-й недели и позже количестве нейтрофилов в инфильтрате уменьшается, возрастает число лимфоцитов и гистиоцитов, стенки сосудов обильно инфильтрируются клетками, что приводит к резкому утолщению их. Исчезновение фибринозно-гнойного экссудата идет преимущественно путем ферментативного растворения и всасывания, а не путем организации. Поэтому склеротические изменения в мозговых оболочках бывают весьма умеренными.