La lesión axonal difusa representa una causa importante de morbilidad en niños que sufren traumatismos de la cabeza. Este proceso tiene lugar cuando fuerzas rápidas de aceleración o desaceleración y de desgarro alteran las vías axonales en el cuerpo calloso, núcleos profundos, ganglios basales y tálamo. Las fuerzas de desgarro dañan en particular estas estructuras porque su peso y ángulo de momento varían respecto del resto del cerebro.
Los sujetos afectados sufren lesiones graves de la cabeza y por lo general no progresan más allá de un estado vegetativo. Es común que los estudios iniciales de TC no revelen la anomalía sobresaliente y que los de intervalo demuestren la evolución de hemorragias petequiales, especialmente las adyacentes al cuerpo calloso. La IRM es un medio radiológico sensible para el diagnóstico de estas anormalidades. A pesar de las medidas de rehabilitación intensivas, en estos individuos es malo el resultado final funcional.