運動神經元病有幾種不同的類型，肌萎縮側索硬化（ALS）是其主要類型，美國有時也將運動神經元病通稱爲肌萎縮側索硬化症。在這裏，我們就將這兩種稱呼都認爲是同一種疾病的不同叫法吧。
我們知道，中樞神經系統包括大腦和脊髓，大腦和脊髓主要是由三種細胞組成的：神經元、星形膠質細胞、少突膠質細胞。神經元是我們機體感知外界環境、分析處理上述感知、發出對機體的指令進行行動的主要單位，就像一台電腦；星形膠質細胞主要發揮支援、營養和保護神經元的作用；少突膠質細胞就像電腦的各個電源線、傳輸線的金屬線外面所包裹的那層絕緣層，防止各條線路之間發生短路。
迄今爲止，ALS的確切病因和發病機制尚不明確。研究顯示遺傳因素、神經毒素、谷氨酸興奮毒性、神經元凋亡、慢性病毒感染、自身免疫、生長因數缺乏等因素都可能作爲病因或者致病過程中的一個環節參與疾病的發生和發展。
遺傳因素是家族性ALS(familial amyotrophic lateral sclerosis, FALS)的病因，同時可能參與散發性（就是非遺傳性的）ALS (Sporadic amyotrophic lateral sclerosis, SALS)的發病，但是確切的致病機制還不清楚。約有5-10%的ALS病人是家族性ALS，絕大多數家族性ALS是常染色體顯性遺傳，也就是說既可以傳給男孩，也可以傳給女孩，從而使他們發病。1993年，Rosen等人發現家族性ALS的發生與位於21號染色體上的銅/鋅超氧化物歧化酶(SOD1)基因突變有關。現在已發現的人類SOD1基因變異類型共有100多種。約20%的家族性ALS和4%的散發性ALS與SOD1基因突變有關。
SOD1基因位元點突變模型與人類ALS的病理變化和臨床症狀比較接近，因此對這一模型的研究最多。目前研究認爲SOD1突變造成選擇性運動神經元損傷的機制可能有：
SOD1基因産物由於突變擁有了某種細胞毒性，作用於中樞神經系統的多種細胞，但由於運動神經元胞體大、軸突長、代謝旺盛，對損傷敏感且難以再生，因而表現爲選擇性運動神經元損傷。另外可能還與選擇性神經元凋亡、異常蛋白聚合物形成、細胞氧化應激損傷增加等因素有關。
除了基因突變，神經毒素被認爲是ALS的另一個潛在病因。通過對ALS的發病率進行流行病學調查發現，關島查摩洛人的ALS發病率是世界其他地區的50倍。當地的一種藍綠藻（念珠菌屬植物），寄居於蘇鐵樹的根部，能産生甲氨基丙氨酸（beta-methylamino-L-alanine，BMAA）。這種神經毒性物質順著食物鏈（藍綠藻-蘇鐵樹種子-狐蝠-人）進行傳遞，生物體內的BMAA濃度逐漸累積增高。據檢測當地ALS患者腦組織中毒素濃度是藍綠藻中的10-240倍。BMAA是谷氨酸受體激動劑，可以通過興奮代謝性谷氨酸受體造成神經元內鈣超載，進而引起運動神經元損傷。進一步的研究發現所有藍綠藻類生物都可以産生BMAA，而藍綠藻類幾乎存在于所有的自然水體中，提示這種神經毒素可能作爲一種危險因素廣泛影響人類的健康。
大量研究資料顯示，興奮性氨基酸，特別是谷氨酸的興奮毒性是造成運動神經元損傷的重要機制。Rothstein發現ALS病人腦脊液中的谷氨酸水平比正常人增高100%至200%。使用特異性抗體檢測谷氨酸轉運體三種亞型，轉運體亞型基因敲除實驗均證實腦脊液中谷氨酸水平升高是由於星形膠質細胞上的谷氨酸轉運體EAAT2蛋白數量減少，導致突觸間隙谷氨酸重攝取障礙所造成的。細胞突觸間隙和周圍谷氨酸濃度升夠後，通過啟動非NMDA受體(AMPA受體和KA受體)引起細胞內鈣離子濃度持續增高，觸發多種機制導致神經元死亡。
其他的發病機制還涉及異常自身抗體、慢性病毒感染、動力蛋白異常導致的神經元逆向軸突運輸障礙、小膠質細胞啟動和炎症損傷、神經生長因數異常、外傷等。總之，根據目前的資料分析，ALS可能是以基因突變和遺傳易感性爲基礎，受多種環境因素刺激致病的。
綜上所述，運動神經元病的病因絕對不是單一的一個因素，而是許多種不同病因所導致的相同（或者相似）的疾病。對某一個病人來說，他可能是由於基因突變所導致的發病；而對第二個病人來說，可能是由於飲食所攝入的毒素在體內長期大量蓄積而致病的；對第三個病人來說，可能是由於某種原因導致星形膠質細胞處理神經肌肉接頭處的興奮性氨基酸能力下降所造成的。
運動神經元病的臨床表現也因人而異，差異很大，最早發病的部位、疾病進展速度、對力如肽（力魯唑）和神經幹細胞移植治療的敏感性，都有著較大的個體差異。這些都充分證明其病因是多樣性的。
我們知道，目前美國FDA推薦用於治療運動神經元病的唯一藥物力如肽，其機理就是作爲一種谷氨酸受體拮抗劑，通過防止興奮性氨基酸毒性來發揮保護作用。而該文作者在文章的“討論”部分也承認：SOD1基因突變與興奮性氨基酸毒性所造成運動神經元死亡的機制是完全不一樣的。
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