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該病的病變位於腦部或脊髓。神經細胞有許多樹枝狀的神經纖維，這些纖維就像錯綜複雜的電線一般。多發性硬化症就是因為在中樞神經系統中產生大小不一的塊狀髓鞘脱失而產生症狀。所謂“硬化”指的是這些髓鞘脱失的區域因為組織修復的過程中產生的疤痕組織而變硬。這些硬塊可能會有好幾個，隨着時間的進展，新的硬塊也可能出現，所以稱作“多發性”。