Gracias a la aplicación de las técnicas de neuroimagen en el diagnóstico de epilepsia: la Tomografía axial computada (TAC), la Tomografía computada por emisión de fotón único (SPECT), la Resonancia magnética (RM), la Resonancia magnética funcional (fRM) y la Tomografía por emisión de positrones (PET), se lograron avances en el conocimiento y descripción detallada in vivo de las anomalías cerebrales del desarrollo que contribuyen significativamente en la epileptogénesis. El conocimiento de ese substrato neuropatológico ha permitido que se modifique la denominación de epilepsias idiopáticas, que han pasado, en su mayoría, a ser categoría de epilepsias sintomáticas. Las anomalías del desarrollo cerebral, genéricamente denominadas disgenesias, pueden identificarse por su aspecto macroscópico, p.ej.: agenesia del cuerpo calloso, macrogiria, microgiria, llisencefalia; displasia cortical focal, sin embargo, algunas de esas anomalías requieren ser identificadas por examen microscópico, por ende se refieren como microdisgenesias, e incluyen desarreglo columnar y laminar, neuronas piramidales ectópicas subpiales o en la substancia blanca, neuronas invertidas y reducción de la densidad neuronal sobre todo de las interneuronas.

La lesión más comúnmente asociada con la epileptogénesis es la esclerosis del asta de Amón, o esclerosis del hipocampo, lesión descrita desde 1825 que constituye el hallazgo neuropatológico más frecuente de la epilepsia del lóbulo temporal. Se caracteriza por la destrucción de las neuronas en el sector CA1 (sector de Sommer) del hipocampo, y en ocasiones se afectan también los sectores CA3 y CA4, y el giro dentado, junto con gliosis astrocitaria secundaria, lesiones que en conjunto se manifiestan clínicamente como crisis parciales de semiología compleja. Otras lesión asociada es la ruptura de la barrera hemato-encefálica, lo que ocurre con cada crisis convulsiva y el consecuente paso de albúmina del plasma al parénquima nervioso, que facilita el progreso de las crisis convulsivas y la formación de foco epiléptico.