Peningkatan osmolalitas cairan ekstraseluler dapat menyebabkan berbagai gejala disfungsi sistem saraf pusat ketika sel-sel otak mengalami dehidrasi, termasuk rasa kantuk, otot berkedut, koma dan bahkan kematian. Ini adalah bentuk dehidrasi hipertonik. Ketika volume otak berkurang secara signifikan karena dehidrasi, tonus pembuluh darah antara tengkorak dan korteks serebral meningkat, sehingga menyebabkan perdarahan intraserebral lokal dan perdarahan subarachnoid karena pecahnya vena. Berikut ini adalah penjelasan rinci mengenai penyebabnya. Ketika tekanan osmotik seluler meningkat, untuk menjaga keseimbangan osmotik antara cairan intraseluler dan ekstraseluler, ekstravasasi air intraseluler, menyebabkan dehidrasi intraseluler dehidrasi sel otak, kemudian memanifestasikan gangguan kesadaran, lekas marah, tonisitas leher, dan dalam kasus yang parah, inversi kornea, tremor otot, kejang lokal atau umum. Bahkan ada gejala sisa. Sel-sel endotel kapiler di jaringan otak terhubung erat dengan sel-sel otak, dan hanya ada sedikit ruang interstisial antara darah dan otak, sehingga ketika sel-sel otak mengalami dehidrasi, air mengalir langsung ke dalam sirkulasi darah. Karena jaringan otak tertutup dalam rongga tengkorak, sel otak yang meremas dapat menurunkan tekanan tengkorak, sementara tekanan pemompaan jantung tetap tidak berubah, akibatnya, pembuluh darah otak dapat melebar; dalam kasus yang serius, hal ini dapat menyebabkan pendarahan otak atau trombosis.