1、神经电生理检查：
（1）睡眠脑电图：绝大多数抑郁性神经症患者有早醒、入睡困难和夜间易醒等睡眠障碍，多出现睡眠结构改变和高觉醒，发生睡眠片段化，导致睡眠质量下降。其睡眠脑电异常主要表现为总睡眠时间减少，入睡潜伏期延长，入睡后觉醒时间增加及早醒。有15％～20％的抑郁障碍患者出现嗜睡。有证据表明，具有这些睡眠结构改变的患者对药物治疗的反应好于心理治疗。
（2）脑电图(EEG)：约30％的抑郁性神经症患者EEG存在异常，主要出现在右侧大脑半球，表现为右半球α波相对降低、激活性增加，这种激活性增加主要出现在额区，可能与抑郁情绪有关。
2、脑影像学检查：
（1）脑MRI：研究发现，抑郁性神经症患者海马体积显著缩小，并与疾病的慢性化程度和患者脱离治疗时间呈负相关。抗抑郁药治疗一年后仍未达到临床缓解的患者，左右侧海马体积均比基线水平进一步减小。背外侧前额叶皮层损伤、黑质神经元变性均可能导致抑郁症状的出现。老年抑郁性神经症患者中，眶额叶皮层灰质、脑室旁白质均发生变化，并伴有脑室体积扩大。
（2）脑部血流图：研究显示，抑郁性神经症患者左侧额叶和前扣带回的局部脑血流量降低，而且前额叶区活动的降低程度与抑郁严重程度具有正相关关系；伴有认知功能障碍的抑郁性神经症患者脑血流灌注的降低情况更为严重。