Es ist kein definitiver einzelner Mechanismus bekannt, der Kolpozephalie verursacht. Forscher glauben jedoch, dass es viele mögliche Ursachen für Kolpozephalie gibt. Er ist ein häufiges Symptom anderer neurologischer Störungen bei Neugeborenen, kann durch eine Shunt-Behandlung bei Hydrocephalus, Entwicklungsstörungen bei Frühgeborenen, intrauterine Störungen während der Schwangerschaft, genetische Störungen, Unterentwicklung oder Mangel an weißer Substanz im Großhirn und Exposition der Mutter und des sich entwickelnden Fötus gegenüber Medikamenten, Infektionen, Strahlung oder toxischen Substanzen verursacht werden. Außerdem tritt sie in der Regel häufiger bei Frühgeborenen als bei Neugeborenen auf, insbesondere bei Babys, die mit Hypoxie oder unreifen Lungen geboren werden.
Einige der Störungen des zentralen Nervensystems, die mit Kolpozephalie verbunden sind, sind folgende:
- Polymikrogyrie
- Periventrikuläre Leukomalazie (PVL)
- intraventrikuläre Blutung
- Hydrozephalus
- Schizencephalie
- Mikrogyrie
- Mikrozephalie
- Pierre-Robin-Syndrom
- Neurofibromatose
Oft tritt Kolpozephalie als Folge eines Hydrozephalus auf. Unter Hydrozephalus versteht man die Ansammlung von Liquor (Liquor cerebrospinalis) in den Ventrikeln oder im Subarachnoidalraum über dem Gehirn. Der dadurch entstehende erhöhte Druck erweitert die Hinterhaupthörner, was zu Kolpozephalie führt.
Die am meisten akzeptierte Theorie ist die der neuronalen Migrationsstörungen, die im zweiten bis fünften Monat des fötalen Lebens auftreten. Neuronale Migrationsstörungen werden durch abnorme Migration, Proliferation und Organisation von Neuronen während der frühen Gehirnentwicklung verursacht. In der siebten Schwangerschaftswoche beginnt die Proliferation der Neuronen in der Keimmatrix, die sich in der subependymalen Schicht der Wände der Seitenventrikel befindet. In der achten Schwangerschaftswoche beginnen die Neuronen dann, entlang spezialisierter radialer Gliafasern von der Keimzone zum Kortex zu wandern. Anschließend organisieren sich die Neuronen in Schichten und bilden synaptische Kontakte mit anderen Neuronen in der Hirnrinde. Unter normalen Bedingungen wandern die Neuronen, die eine Keimschicht um die Ventrikel bilden, an die Oberfläche des Gehirns und bilden die Großhirnrinde und die Basalganglien. Wenn dieser Prozess abnormal oder gestört ist, kann dies zu einer Vergrößerung der Hinterhauptshörner der Seitenventrikel führen. Zu den häufigen pränatalen Störungen, die nachweislich den neuronalen Migrationsprozess stören, gehören die folgenden:
- Absetzen von oralen Kontrazeptiva
- Exposition gegenüber Alkohol
- intrauterine Mangelernährung
- intrauterine Infektionen wie Toxoplasmose
- Muttersprachliche Medikamenteneinnahme in der Frühschwangerschaft wie Kortikosteroide, Salbutamol und Theophyllin
Forscher glauben auch, dass diese Faktoren die Zerstörung von neuronalen Elementen verursachen können, die sich zuvor normal gebildet haben.
Es wird vermutet, dass die Unterentwicklung oder das Fehlen der weißen Substanz beim sich entwickelnden Fötus eine Ursache für Kolpozephalie sein könnte. Das teilweise oder vollständige Fehlen der weißen Substanz, auch bekannt als Agenesie des Corpus callosum, führt zu anatomischen Fehlbildungen, die zu Kolpozephalie führen können. Dies beginnt etwa in der Mitte des zweiten bis fünften Schwangerschaftsmonats. Die Seitenventrikel bilden sich als große Hohlräume des Telenzephalus. Die Größe der Ventrikel verringert sich in der normalen Entwicklung nach der Bildung des Foramen Magendie, das die Ventrikelhöhlen dekomprimiert. Die Myelinisierung der Ventrikelwände und der Assoziationsfasern des Corpus callosum und der Fissura calcarinea trägt zur Formung der Hinterhauptshörner bei. In Fällen, in denen dieser Entwicklungsprozess unterbrochen ist, sind die Hinterhaupthörner überproportional vergrößert.
Kolpozephalie wurde mit Chromosomenanomalien wie Trisomie 8 Mosaik und Trisomie 9 Mosaik in Verbindung gebracht. In der Literatur finden sich auch einige Berichte über genetisch übertragene Kolpozephalie. Einige von ihnen betreffen zwei Geschwister, eineiige Zwillinge und zweieiige Zwillinge. Die Autoren vermuten einen genetischen Ursprung mit autosomalem oder X-chromosomalem rezessivem Erbgang und nicht als Folge von frühen pränatalen Störungen.