Ei tiedetä mitään lopullista yksittäistä mekanismia, joka aiheuttaisi colpocephalian. Tutkijat kuitenkin uskovat, että kolpocefaliaan on monia mahdollisia syitä. Se on yleinen oire muiden vastasyntyneiden neurologisten häiriöiden yhteydessä, voi johtua hydrokefaluksen sunttihoidosta, ennenaikaisten vauvojen kehityshäiriöistä, raskauden aikaisista kohdunsisäisistä häiriöistä, geneettisistä häiriöistä, aivojen valkoisen aineen alikehittyneisyydestä tai puutteesta sekä äidin ja kehittyvän sikiön altistumisesta lääkkeille, infektioille, säteilylle tai myrkyllisille aineille. Lisäksi se on yleensä yleisempi ennenaikaisilla kuin täysiaikaisilla lapsilla, erityisesti hypoksiaan tai keuhkojen kypsymättömyyteen sairastuneilla vauvoilla.
Joitakin keskushermoston häiriöitä, jotka liittyvät kolposfaliaan, ovat seuraavat:
- polymikrogyria
- Periventrikulaarinen leukomalasia (PVL)
- intraventrikulaarinen verenvuoto
- hydrokefalia
- schizencefalia
- mikrogyria
- microcephalia
- mikroskooppinen leukomalasia
- Neurofibromatoosi
periventrikulaarinen leukomalia Pierre-Robinin oireyhtymä
Usein kolposkefalia ilmenee hydrokefaluksen seurauksena. Hydrokefalia on aivo-selkäydinnesteen (CSF) kertyminen aivokammioihin tai aivojen yläpuoliseen subaraknoidaalitilaan. Tästä tilasta johtuva kohonnut paine laajentaa takaraivon sarvia aiheuttaen kolposfaliaa.
Yleisimmin hyväksytty teoria on teoria hermosolujen siirtymishäiriöistä, jotka ilmenevät sikiökauden toisesta viidenteen kuukauteen. Neuronien migraatiohäiriöt johtuvat neuronien epänormaalista migraatiosta, proliferaatiosta ja organisoitumisesta aivojen varhaisen kehityksen aikana. Seitsemännen raskausviikon aikana neuronit alkavat lisääntyä itumamatriisissa, joka sijaitsee sivukammioiden seinämien subependymaalisessa kerroksessa. Kahdeksannella raskausviikolla neuronit alkavat sitten siirtyä itumavyöhykkeestä aivokuorelle erikoistuneita säteittäisiä gliakuituja pitkin. Seuraavaksi neuronit järjestäytyvät kerroksiksi ja muodostavat synaptisia kontakteja muiden aivokuorella olevien neuronien kanssa. Normaaleissa olosuhteissa kammioiden ympärillä olevan itukerroksen muodostavat neuronit vaeltavat aivojen pinnalle ja muodostavat aivokuoren ja basaaligangliot. Jos tämä prosessi on epänormaali tai häiriintynyt, se voi johtaa sivukammioiden takaraivonsarvien laajentumiseen. Yleisiä synnytystä edeltäviä häiriöitä, joiden on osoitettu häiritsevän hermosolujen siirtymisprosessia, ovat muun muassa seuraavat:
- oraalisten ehkäisyvalmisteiden lopettaminen
- altistuminen alkoholille
- intrauteriininen aliravitsemus
- intrauteriiniset infektiot, kuten toksoplasmoosi
- äidin varhaisraskauden aikainen lääkeaineiden, kuten kortikosteroidien, nauttiminen, salbutamoli ja teofylliini
Tutkijat uskovat myös, että nämä tekijät voivat aiheuttaa aiemmin normaalisti muodostuneiden hermoelementtien tuhoutumista.
On esitetty, että valkoisen aineen alikehittyneisyys tai puuttuminen kehittyvässä sikiössä voisi olla syynä kolposfaliaan. Valkoisen aineen osittainen tai täydellinen puuttuminen, joka tunnetaan myös nimellä agenesis of the corpus callosum, johtaa anatomisiin epämuodostumiin, jotka voivat johtaa kolposfaliaan. Tämä alkaa ilmetä noin toisen raskauskuukauden puolivälistä viidenteen raskauskuukauteen. Sivukammiot muodostuvat telenkefaalisen rakkulan suuriksi onteloiksi. Kammioiden koko pienenee normaalissa kehityksessä Magendie-aukon (Foramen of Magendie) muodostumisen jälkeen, mikä purkaa kammioonteloita. Kammioiden seinämien myelinisoituminen sekä corpus callosumin ja kalkariinihalkeaman assosiaatiokuidut auttavat takaraivon sarvien muotoutumisessa. Tapauksissa, joissa tämä kehitysprosessi on keskeytynyt, takaraivon sarvet ovat suhteettoman suurentuneet.
Kolposfalia on yhdistetty kromosomipoikkeavuuksiin, kuten trisomia 8 mosaiikkiin ja trisomia 9 mosaiikkiin. Kirjallisuudesta löytyy myös muutamia raportteja geneettisesti periytyvästä kolposkefaliasta. Osa näistä koskee kahta sisarusta, monotsygoottisia kaksosia ja ei-identtisiä kaksosia. Kirjoittajat viittaavat geneettiseen alkuperään, joka on autosomaalinen tai X-sidonnainen resessiivinen periytyminen eikä johdu varhaisista prenataalisista häiriöistä.