Objetivos: Investigar o mecanismo de disfunção cognitiva na doença de Chagas através de espectroscopia por ressonância nuclear magnética (SRNM) cerebral. Metodologia: Através de estudo de corte transversal, comparamos desempenho cognitivo e os sinais espectroscópicos à ressonância nuclear magnética (N-acetilaspartato/Creatina; Colina/Creatina e mioInositol/Creatina). Foram considerados significantes os valores de P < 0,05. Analisamos dados socio-demográficos (idade, sexo, tabagismo, presença de hipertensão, coronariopatia, diabetes), uso de medicamentos (anti-agregante plaquetário e estatinas), função cardíaca (fração de ejeção ao ecocardiograma), funções cognitivas (domínios vísuo-espacial, memória e função executiva) e dados de RNM (relações NAA/Cr; Cho/Cr, mI/Cr, além dos volumes cerebrais, volume cerebelar, volume de lesões de substância branca). Resultados: Nossos dados mostraram que doença de Chagas está associada com menores valores das relações NAA/Cr e Cho/Cr, bem como menores escores cognitivos, principalmente no domínio vísuo-espacial. Conclusão: A realização de exame que demonstrou despovoamento neuronal por encefalopatia chagásica crônica através da SRNM é pioneira. Esta técnica poderá auxiliar em pesquisas futuras quanto à fisiopatologia desta encefalopatia, bem como auxiliar no prognóstico identificando os pacientes sob risco de desenvolver déficits cognitivos por perda neuronal.