脳死は，全脳および脳幹の機能が喪失した状態であり，昏睡，自発呼吸の消失，および全ての脳幹反射の消失に至る。深部腱反射，足底屈曲反射，逃避反射などの脊髄反射は維持されることがある。回復することはない。
脳死の概念は，全ての脳活動が完全に停止しているにもかかわらず，人工呼吸器と薬剤投与によって心肺機能とその他の身体機能を維持できるようになったことから生まれた。脳死（すなわち，全脳機能，特に脳幹機能の完全停止）が人間の死であるという考え方は，世界の大半の地域で法的および文化的に認められている。
脳死の診断
臨床基準による一連の判定
無呼吸テスト
ときに脳波検査，脳血管画像検査，またはその両方
医師が脳死を宣告するには，脳損傷の器質的または代謝的な原因が判明し，かつ麻酔または筋弛緩作用を有する可能性がある薬剤の使用（特に自己投与の場合）が除外されなければならない。
低体温症がある場合は，深部体温が35℃未満であれば36℃以上まで緩徐に復温する必要があり，またてんかん重積状態が疑われる場合には，脳波検査を行うべきである。成人では，合併する全ての医学的状態が除外され，必須のテストによる包括的な神経学的診察を完了して初めて，脳死を確定することができる。小児では，48時間以上の間隔を空けて2回検査を行うよう医師に助言している州もあるが，成人患者にはこのアプローチが一貫して推奨または要求されているわけではない（脳死判定のガイドライン［1歳以上の患者の場合］の表を参照）。
検査項目としては以下のものがある：
瞳孔反応の評価
前庭眼反射，頭位変換眼球反射，角膜反射
無呼吸テスト
ときに脳活動または脳血流がないことを確認するために脳波および脳灌流の検査が用いられることがあり，家族に追加的な証拠を示すのに役立つが，これらの検査は通常は必要ない。これらの検査が適応となるのは，血行動態的に無呼吸テストに耐えられない場合と，施行する神経学的診察を1つに限るのが望ましい場合（例，移植のための臓器採取を可能にする）である。
脳死判定のガイドライン（1歳以上*の患者の場合）†
脳死を宣告するには，8つの項目を全て確認しなければならない： |
1.全ての脳機能の不可逆的な喪失を十分に説明できるだけの昏睡の原因が判明している。 |
2.中枢抑制薬，低体温（< 35℃），および低血圧（平均動脈圧 < 55mmHg）が除外されている。神経筋遮断薬の作用が神経学的所見に影響を及ぼしていない。 |
3.運動が観察される場合は，その全ての原因を完全に脊髄機能に帰することができる。 |
4.咳嗽反射，咽頭反射，またはその両方について検査を行い，その消失が示されている。 |
5.角膜および瞳孔対光反応が認められない。 |
6.頭位変換眼球反射の検査により，頭部を回転させても眼球が動かないことが示され，かつ前庭眼反射を評価するカロリックテストにより，鼓膜に向けて冷水を注入してもカロリック反応が生じないことが示される。 |
7.8分間以上の無呼吸テストで，呼吸運動が認められず，PaCO2に検査前値から20mmHgを超える上昇を記録する。 手順：無呼吸テストは，気管内チューブを人工呼吸器から外すことによって実施する。酸素（6L/min）は気管内チューブを介して留置したカニューレから拡散によって供給できる。PaCO2が自然上昇することによる換気刺激にもかかわらず，自発呼吸が8～12分間にわたってみられない。 注：無呼吸テストを実施する際は，低酸素症および低血圧のリスクを最小限にするよう最大限の注意を払うべきであり，これは患者が臓器提供者となる可能性がある場合は特に重要である。検査中に動脈血圧が有意に低下する場合は，検査を中止すべきであり，動脈血を採取して，PaCO2が60mmHgを超えたかどうか，または20mmHgを超える上昇を認めたどうかを判定すべきである。この所見により脳死の臨床診断が確認される。 |
8.以下の4つの基準のうち少なくとも1つが確定している： |
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* Based on Nakagawa TA, Ashwal S, Mathur M, et al: Guidelines for the determination of brain death in infants and children: An update of the 1987 Task Force Recommendations.Ann Neurol 71 (4):573–585, 2012.doi: 10.1002/ana.23552 and Wijdicks EFM, Varelas PN, Gronseth GS, Greer DM: Evidence-based guideline update: Determining brain death in adults: Report of the quality standards subcommittee of the American Academy of Neurology.Neurology 74 (23):1911–1918, 2010. doi: 10.1212/WNL.0b013e3181e242a8. |
†脳死の検査を行う前に，患者の家族または介護者にプロセスに関する情報を提供すべきである。 |
PaCO2 = 動脈血二酸化炭素分圧。 |
Adapted from the American Academy of Neurology Guidelines (2010). |
脳死の予後
脳死の診断はその個人の死と同じ意味をもつ。それ以上治療を行っても死を避けられない。
脳死が確認されたら，全ての心肺補助治療を終了させる。換気補助の停止により末期的な不整脈が生じる。末期的な無呼吸中に脊髄反射が起こることがあり，具体的には背中の反り返り，頸部回転，下肢の硬化，上肢の屈曲（いわゆるラザロ徴候）などがみられる。人工呼吸器の停止時に立ち会いを希望する家族には，このような反射運動について説明を行う必要がある。
