Die von der Bundesärztekammer vorgeschriebene Diagnostik erfasst nur Teilbereiche des Gehirns: Bei Patienten, für die keine apparative Diagnostik vorgeschrieben ist, müssen nur Hirnstammfunktionen untersucht werden. Die Funktionen des Kortex sowie des Klein- und Mittelhirns werden dabei nicht untersucht. Denn ein Koma ist kein hinreichendes Symptom zur Diagnose einer Schädigung des Kortex; auch Störungen des retikulären aktivierenden Systems (RAS) im Hirnstamm können ein Koma verursachen.
[16] In Zweifelsfällen kann zusätzlich apparative Diagnostik eingesetzt werden, beispielsweise wenn die Ursache der Gehirnschädigung nicht bekannt oder die klinische Untersuchung nicht vollständig möglich ist. Dazu kommen verschiedene Verfahren infrage, die entweder den Blutfluss im Gehirn oder die elektrische Hirnaktivität messen wie ein EEG.
Die klinische und die apparative Hirntoddiagnostik führen häufig zu unterschiedlichen Ergebnissen;
[17] nach einer Studie der Universitätsklinik Newark sogar in elf Prozent der Fälle.
[18] Denn zum einen sind die Methoden unterschiedlich empfindlich, zum anderen können klinisch nur Hirnstammfunktionen erfasst werden, während einige apparative Diagnosemethoden das ganze Gehirn untersuchen können. Die American Academy of Neurology hat 2010 der von ihr selbst 1995 vorgeschriebenen Hirntoddiagnostik eine fehlende wissenschaftliche Fundierung bescheinigt: Es gebe weder ausreichende wissenschaftliche Nachweise für die richtige Beobachtungszeit, um die Unumkehrbarkeit des Hirntodes festzustellen, noch für die Zuverlässigkeit der verschiedenen Atemstillstandstests und der verschiedenen apparativen Verfahren. Weitere Forschung sei notwendig.
[19]