Классической характеристикой болезни Альцгеймера является наличие амилоидных бляшек, или нейрофибриллярных клубков. Эти бляшки состоят из воскоподобного белка, так называемого бета-амилоида, а клубки являются сгустками из остатков микротрубочек, некогда служивших внутриклеточной опорной структурой нейронов. Эти бляшки и клубки нарушают межсинаптические контакты между клетками мозга и в итоге приводят нейроны к гибели. В результате нарушается процесс обмена информацией между оставшимися клетками.
Хотя эти микроскопические изменения являются признаком болезни Альцгеймера, сам доктор увидел их не первым. Впервые их отметили на 14 лет раньше, в 1892 году, изучая материал аутопсии пожилого пациента. В 1898 году их обнаружили снова у двух пациентов со «старческим маразмом». И бляшки, и деменция были определены как «старческие» из-за возраста пациентов. Строго говоря, это относится к лицам старше 65 лет, так же как лица моложе 18 лет считаются молодыми.