За все время исследований было выдвинуто несколько гипотез, объясняющих природу нокаута. И хотя ни одна из них не может считаться полностью проверенной, теория черепно-мозговой травмы в результате резкого ускорения считается главным претендентом на истину.
Чтобы удар повредил мозг, сила удара каким-то образом должна передаваться через череп в мозговую ткань. Теория от 1928 года гласила, что удар вызывает углубление в черепе, которое достигиает более глубоких областей мозга и вызывает нокаут.
Однако работа Денни-Брауна в 1940 году опровергла предположение о деформации черепа и сместила фокус в сторону резкого движения головы. Ускорение приводит к растяжению мозговой ткани, что и приводит к потере сознания.
Изучение сотен боксерских нокаутов показало, что их причиной обычно становится боковой удар в челюсть, который вызывает резкое вращение головы в горизонтальной плоскости, что приводит к нарушению аксонов и потере сознания.
Однако новая теория 1970-х годов указывала на травмы в коре головного мозга, которые возникали в следствии механического воздействия и были ответственны за нокаут.
В тоже время другая гипотеза указывала на разрыв кровяных сосудов как следствие потери сознания.
Когда нокаут приводит к летальному исходу, компьютерная томография обычно выявляет обширное кровоизлияние в мозг. Исходя из этого можно предположить, что разрыв кровеносных сосудов является основной формой первичной травмы. Но сегодня известно, что черепно-мозговая травма, которая приводит к кратковременной потере сознания не вызывает кровоизлияние, которое было бы видно на компьютерной томографии.
Есть и другая теория, которая объясняет кратковременную потерю сознания временным снижением кровоснабжения мозга. Суть этой гипотезы была описана Медицинскому обществу Лондона в 1924 году. Однако та линия рассуждения не включала в себя описание первичной травмы, и неясно, каким образом механические силы приводят к снижению кровотока. Поэтому это утверждение в настоящее время считается неправильным.
Объясняя нокаут сегодня, нужно сказать, что мозг представляет собой рыхлую, студенистую субстанцию, обвернутую в несколько тонких оболочек. Эта субстанция плавает в особой жидкости, которая во время удара смягчает нагрузку, частично поглощая энергию удара и тем самым предохраняя мозг от встряски. Но при сильном ударе мозг все-таки ударяется об стенки черепной коробки, происходит внезапное смещение, сотрясение.
Именно удар в челюсть провоцирует резкий поворот головы, который способствует сдвигу мозга. Это напрямую связано со зрительными сенсорами, которые в момент удара посылают сигнал о приеме атаки вестибулярному аппарату.
Вестибулярный аппарат не успевает среагировать на такую внезапность, в мозг не понимает что произошло и включает защитную функцию - перезагрузку. Происходит освобождение нейротрансмиттеров, электрическая буря проходит по телу человека, ноги подкашиваются, после чего человек отключается.