Przeprowadzenie tego badania pozwala na odróżnienie DLB od choroby Alzheimera.
Obraz histologiczny W otępieniu z ciałami Lewy’ego, zgodnie z nazwą, obserwuje się ciała Lewy’ego (zbudowane z alfa-synukleiny), które nie są patognomoniczne dla tego schorzenia, obserwuje się je bowiem w wielu innych chorobach neurodegeneracyjnych (pierwotnie opisano je w chorobie Parkinsona). W DLB ciała Lewy’ego typowo występują w korze nowej i układzie limbicznym, nie powinny przeważać w pniu mózgu – przemawia to wówczas przeciwko rozpoznaniu DLB. Innymi zmianami neuropatologicznymi są zmienione neuryty (neuryty Lewy’ego), blaszki amyloidowe, zwyrodnienie nerwowo-włókienkowe, ubytki synaps, mikrowakuolizacja, zmiany gąbczaste. W przebiegu choroby w mózgu występuje większy niedobór ACh niż w chorobie Alzheimera.
Rozpoznanie Rozpoznanie opiera się na kryteriach klinicznych i praktycznie nie wymaga neuroobrazowania ani badań laboratoryjnych.