Известно, что тяжёлый острый респираторный синдром и длительная искусственная вентиляция лёгких имеют в долгосрочной перспективе пагубные последствия в виде бреда, наблюдавшегося у 71% пациентов и продолжавшегося около четырёх месяцев после выписки. В похожем исследовании обнаружили, что у 40% пациентов реанимации после выписки когнитивные показатели соответствовали таковым у пациентов с умеренной черепно-мозговой травмой, в то время как у 26% значения были близки к таковым при лёгкой форме болезни Альцгеймера. У лиц, перенёсших острый COVID-19 через пять недель после заражения частота головной боли составляет 10,1% среди всех выживших после COVID-19. Воспаление в организме, проявляющееся у некоторых пациентов в виде «цитокинового шторма», создаёт существенный риск для головного мозга и повышает вероятность неврологических проявлений, включая энцефалит и инсульт. Повышенная свертываемость крови, которая провоцируются повреждениями сердца, вызываемыми вирусом, может приводить к повышению частоты инсультов после инфекции COVID-19. COVID-19 также связан с повышенным риском развития неврологических заболеваний, включая синдром Гийена — Барре и болезнь Альцгеймера.
Пандемия также оказывает негативное влияние на психику: люди, переболевшие COVID-19, демонстрируют длительные психические расстройства, включая посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), депрессию, тревожность и обсессивно-компульсивные симптомы. Показано, что чем дольше человек терпит карантинные ограничения, тем хуже это воздействует на психику, в частности периоды изоляции и неспособности работать могут вызывать тревожность, одиночество и обеспокоенность финансовыми вопросами, а жизнь в период глобального кризиса может приводить к поведению избегания и другим поведенческим изменениям. На психическое здоровье более крупных групп людей влияют социальное дистанцирование и тому подобные меры. Показано, что люди с деменцией из домов престарелых становятся более депрессивными, тревожными, взволнованными и одинокими.
Сонливость также часто отмечается после выздоровления от COVID-19, и во многих исследованиях часто обнаруживается плохое качество и нарушения сна после завершения острой фазы инфекции. Более того, ретроспективное исследование медицинских наблюдений за лечением пациентов с COVID-19 в Сеуле, Южная Корея, выявило, что лекарственные препараты против проблем со сном были следующими по частоте выписки после средств для лечения лихорадки, кашля и насморка. Информация о смертности от COVID-19 также оказывает негативное влияние на качество сна, способствует стрессу, тревожности и другим отрицательным эмоциям. Кроме того, показано, что нарушения сна могут быть связаны с одиночеством, вызванным мерами предосторожности против COVID-19. Все это приводит нас к вопросу, являются ли постковидные нарушения сна следствием коронавирусной инфекции, неблагоприятных эффектов пандемии или же всего в совокупности.
Одной из теорий, объясняющей возникновение когнитивных осложнений, является теория прямого инфицирования ЦНС. Коронавирусы, в том числе SARS-CoV-2, могут попадать в ЦНС через кровь или нервные волокна. Была обнаружена связь вирусных инфекций и хронического воспаления ЦНС с нейродегенеративными заболеваниями и психическими расстройствами.