Des questions concernant les effets neurobiologiques de la psychothérapie sont maintenant considérées parmi les plus d'actualité en psychiatrie. En ce qui concerne cette problématique, les résultats de tomographie (coupes en série) d'émission de positron (PET) indiquent que les modifications cognitives et comportementales, se produisant dans un contexte psychothérapeutique, peuvent mener aux changements métaboliques de régions du cerveau des patients présentant une dépression majeure ou un trouble obsessionel-compulsif. Ces résultats suggèrent qu'une approche psychothérapeutique, telle que la CBT, a le potentiel pour modifier les circuits neuraux dysfonctionnels liés aux troubles d'angoisse. Ils indiquent de plus que les changements faits au niveau de l'esprit, dans un contexte psychothérapeutique, sont en mesure de "reconnecter" fonctionellement le cerveau.