हालांकि पीडोफिलिया के होने का कारण अभी तक ज्ञात नहीं है, 2002 में शोधकर्ताओं ने पीडोफिलिया से संबंधित लोगों की मस्तिष्क संरचना और और उसके कार्यों के साथ एक श्रृंखला की रिपोर्ट की: पीडोफिलिक (और हेबेफिलिक) पुरुषों में कम बुद्धि होती है स्मृति परीक्षण में कम स्कोर, गैर बांए हाथ के लोगों की अधिक संख्या, स्कूल ग्रेड में विफलता और उपरोक्त आईक्यू मतभेद, कम शारीरिक ऊंचाई, बचपन में सिर में चोटो के कारण बेहोशी का सामना करना पड़ा हो, और एमआरआई मस्तिष्क संरचनाओं में कई मतभेद. उन्होंने रिपोर्ट की है कि उनके निष्कर्ष बताते हैं कि जन्म के समय में एक या अधिक स्नायविक लक्षण मौजूद होते हैं जिसके चलते यह होता या पीडोफिलिक होने की संभावना को बढ़ा सकते हैं। पारिवारिक साक्ष्य से "पता चलता है, लेकिन पीडोफिलिया के विकास के लिए साबित नहीं है कि आनुवांशिक कारक इसके लिए जिम्मेदार हैं।

एक अन्य अध्ययन में, जिसमें एमआरआई संरचनात्मक का प्रयोग किया गया, से पता चलता है कि पुरुष पीडोफाइल में नियंत्रित समूह की तुलना में सफेद पदार्थ की कमी होती है।

कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) से पता चला है कि बच्चे पीडोफिलिया के साथ का निदान हाइपोथालामस की सक्रियण को कम करती है जैसा कि गैर-पीडोफिलिक व्यक्ति वयस्कों के यौन उत्प्रेरक चित्रों को देखने की तुलना में होता है। 2008 में एक कार्यात्मक न्यूरोइमेजिंग अध्ययन ने टिप्पणी की है कि विषमलैंगिक "पीडोफाइल फोरेंसिक रोगी" में सेंट्रल प्रोसेसिंग के यौन उत्तेजनाओं में प्रीफ्रंटल नेटवर्क में अशांति से बदला जा सकता है जो कि "व्यवहार बाध्यकारी यौन रूप से नियंत्रित व्यवहार, जैसे प्रोत्साहन के साथ संबद्ध हो सकता है।" निष्कर्षों से यह सुझाव भी दे सकता है कि " यौन लैंगिक उत्तेजना प्रसंस्करण में संज्ञानात्मक चरण पर दुष्क्रिया. 

ब्लांचार्ड, कैंटर और रोबिचौड (2006) ने अनुसंधान की समीक्षा की जिसमें पहलुओं की पहचान करने के लिए हार्मोन का प्रयास किया। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि कुछ सबूत है कि पीडोफिलिक पुरुषों में नियंत्रण की तुलना में टेस्टोस्टेरोन कम होता है, लेकिन यह कम गुणवत्ता का अनुसंधान है किसी भी कंपनी निष्कर्ष निकालना मुश्किल है।

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