El depósito de bilirrubina indirecta y no conjugada en las células cerebrales es el principal proceso fisiopatológico subyacente de BIE ( 13 ).Globus pallidus, ganglios basales,  sustancia negra ,  hipocampo , núcleos talámicos, núcleos del putamen, olivos dentados, inferiores y cerebelo son las áreas más vulnerables del cerebro a la toxicidad inducida por bilirrubina con un patrón simétrico de afectación en las áreas mencionadas. Los nervios craneales, principalmente el tercero, cuarto y sexto también están involucrados en este trastorno ( 14 ). Los núcleos cocleares, el sistema oculomotor y vestibular también participan. Se han descrito lesiones destructivas asociadas en la sustancia blanca e infartos periventriculares. Se conserva la corteza cerebral ( 15 )  La coloración amarilla intensa de las áreas mencionadas del cerebro en la autopsia reveló el depósito de bilirrubina indirecta en estos sitios.(Figura 1) En la evaluación de la patología celular, se detecta alteración del sistema de transporte de glucosa, síntesis de ADN, proteínas y neurotransmisores y actividad de muchas enzimas, transporte de hierro y apoptosis. La degeneración de las mitocondrias y las alteraciones de la membrana de las células cerebrales provocan cambios irreversibles y permanentes que conducen a la encefalopatía crónica por bilirrubina