甲状腺激素是胎儿神经系统发育所必需的重要物质。甲状腺激素缺乏，则使中枢神经系统的发育、分化和成熟障碍，同时也影响其他组织的分化和发育，包括骨骼的分化、发育和生长。甲状腺激素对成年人则主要是维持中枢神经系统的兴奋性。甲状腺激素缺乏时，则出现早衰、精神淡漠、感觉迟钝、行动迟缓等。甚者会出现黏液性水肿、昏迷和死亡。甲亢患者则精神兴奋增加，注意力不集中，多言多动，易激动，急躁易怒，烦躁不安，甚至可出现精神紊乱，而被误诊为精神疾病。
脑细胞的发育具有明确的时间阶段性，从胚胎期到出生后早期，是大脑神经分化发育的关键期。在脑发育的关键期缺乏甲状腺激素的作用，其神经细胞的分化和发育就会停止或延缓。这样胎儿如果能成活，也是个呆傻儿。过了这个关键时期，再治疗，脑神经的发育也不会恢复到正常婴幼儿的水平。甲状腺激素不足，婴幼儿可发生智力迟缓、聋哑等症状。而且还会影响骨骼的发育，使骨骼生长发育不全，牙齿发育延迟，身材矮小，称为呆小病。胎儿或婴幼儿及儿童期甲减，对智力和身材的发育障碍，将是终生而不可逆的。成人甲减的神经系统损害有可逆性。

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