牛磺酸在中樞神經裏作爲神經傳達物質或神經調整物質起作用。神經細胞中的鈣離子過多時,牛磺酸能調節鈣離子的量,從而控制神經興奮狀態。另外,大腦皮層中存在幾茶酚胺,它能使血壓加高並使人興奮,牛磺酸也控制的幾茶酚胺的分泌,從而控制興奮狀態。專家關注牛磺酸控制興奮狀態的作用,進行過控制"癲癇"發作的實驗,得到很有效果的實驗結果。
最近經過研究瞭解到,癡呆症患者腦脊髓液中牛磺酸含量偏少。原因還沒研究透徹,但是,如果牛磺酸的減少是導致癡呆症的原因的話,讓患者補充牛磺酸有可能幫助其治療。