La radiación ionizante puede afectar el desarrollo del cerebro humano y deteriorar directamente los procesos cognoscitivos, por ejemplo, según lo documentado en niños expuestos a los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki o en aquellos tratados con radiación para la tiña del cuero cabelludo. La evidencia también relata casos de niños jóvenes tratados por leucemia o tumores cerebrales; pero en estos estudios es difícil distinguir entre el efecto de la radiación y el de las enfermedades subyacentes, de la cirugía concomitante, de la quimioterapia, o de los desajustes hormonales. Esa información existente se basa sobre todo a partir de altas dosis de radiación ionizante (> 1 Gy), por lo tanto, poco se sabe sobre los efectos de las bajas dosis o de un posible valor de umbral. También se documenta inadecuadamente los efectos de la edad en la exposición, la carencia de tal evidencia es preocupante porque las técnicas modernas de proyección de imágenes, tales como la tomografía computarizada, entregan altas dosis de radiación, las cuales se están utilizando cada vez más, incluso en niños muy jóvenes. Por ejemplo, la dosis irradiada al cerebro de un infante durante una tomografía computarizada del cráneo es alrededor de 120 mGy.

Para determinar si la exposición a bajas dosis de radiación de ionización en la infancia afectaría la función cognoscitiva en edad adulta, epidemiólogos del Instituto Karolinska (Estocolmo, Suecia) investigaron a 3.094 hombres que habían recibido radiación para el hemangioma cutáneo antes de los 18 meses de vida entre los años 1930 1959. Se evaluaron las dosis de radiación a las partes frontales y posteriores del cerebro, y la asociación entre dosis y capacidad intelectual a los 18 o 19 años, tal valoración de la capacidad se basó en pruebas cognoscitivas (capacidad de aprendizaje, razonamiento lógico, reconocimiento espacial) y asistencia escolar. De acuerdo con experiencias anteriores, los autores presumían que daños en la parte frontal del cerebro tendrían un efecto más severo en la capacidad mental que daños en la parte posterior.

Según los resultados del estudio, la proporción de muchachos que faltaba al colegio aumentaba con el incremento de dosis de radiación (en las partes frontales y posteriores del cerebro) en cerca de un 32% comparado con aquellos niños que no estuvieron expuestos y en al alrededor de un 17% en respecto con los que recibieron más de 250 mGy. Para la dosis frontales, el cociente de probabilidades multivariable fue de 0.47 (0.26 a 0.85, con IC del 95%) y para dosis en la parte posterior fue de 0.59 (0.23 a 1.47). Una relación negativa de dosis-respuesta era también evidente para las tres pruebas cognoscitivas de capacidad de aprendizaje y razonamiento lógico, pero no para la prueba de reconocimiento espacial.

El estudio concluye que dosis bajas de radiación ionizante en el cerebro durante la infancia influyen negativamente en las capacidades cognoscitivas durante la edad adulta.