پلی‌فنول زغال‌اخته دارای خواص آنتی‌اکسیدانی قوی است. خواص حفاظتی عصبی پلی‌فنول زغال اخته ثبت شده، نه تنها از طریق مکانیسم‌های آنتی‌اکسیدانی، به طور دقیقی عمل می‌کنند، بلکه سطوح گوناگون تنظیم هموستاز سلولی شامل گفتن ژن را تحت تأثیر قرار خواهند داد. زغال‌اخته جهت بهبود ربط بین‌سلولی، مسیرهای سیگنالینگ، پلاستیسیته سیناپسی (انعطاف پذیری سیناپسی) و ربط آن با بهبود کارکرد حرکتی و شناختی می‌شود. همه این اثرات می‌تواند تبدیل اثرات ضدپیری، ضدالتهابی و ضد تحریک‌کنندگی شود.

عصاره زغال اخته در طیف گستردهای از دوزها موثر است و بسته به پلی فنولهای گوناگون دچار و ویژگی‌های دارویی فردی آنها، امکان اعمال متفاوت در مناطق گوناگون مغز وجود دارد. کاربردهای بالینی احتمالی می‌تواند در حوزه اختلالات عصبی باشد که در آن استرس اکسیداتیو، التهاب و تخریب عصبی مرتبط می باشند همانند آلزایمر، بیماری پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، بیماریهای ایسکمیک، عفونی و التهابی.

آنتوسیانین‌های حاضر در زغال‌اخته، می‌توانند دفع گلوکز را از طریق مکانیسم‌های بسیاری افزایش دهند. این عامل این چنین امکان پذیر به بهبود کارکرد عصبی- شناختی پشتیبانی کند. انتظار می‌رود بهبود دفع گلوکز و اصلاح هایپرانسولینمی با افت التهاب و ترخیص زیاد تر بتا آمیلوئید مرکزی و این چنین افزایش سیگنالینگ در مراکز حافظه همراه باشد.

مطالعات پیش بالینی نشان داده است که مکمل زغال اخته می‌تواند کارکرد شناختی و کارکرد عصبی را در حیوانات مسن بهبود بخشد. آزمایش‌های اولیه انسانی، این چنین بهبود شناختی را در افراد مسن مشخص می کند؛ اگرچه شواهدی مستقیم از افزایش کارکرد مغز نشان داده نشده است. در مطالعه‌ای اختلال خفیف شناختی_نوعی از دست‌دادن حافظه که امکان پذیر به بیماری آلزایمر پیشرفت کند، مورد بازدید قرار گرفت. در افرادی که پودر زغال اخته مصرف کرده بودند، کارکرد شناختی و کارکرد مغز در قیاس با افرادی که دارونما مصرف کرده بودند بهبود یافت. گروهی که زغال اخته مصرف کردند، حافظه و دسترسی به کلمات و مفاهیم در این افراد بهبود بخشیده شد. این تیم این چنین اسکن مغزی عکس برداری با رزونانس مغناطیسی عملکردی را انجام دادند، که نشان دهنده افزایش فعالیت مغز در افرادی می بود که پودر زغال اخته را مصرف کرده بودند.

بنابر اظهار دفتر بهبود تغذیه وزارت بهداشت، طی مطالع‌های که مقصد از انجامش برسی تاثییر عصاره زغال اخته بر رفتارهای افسردگی همانند و تغییرات عصبی شیمیایی ناشی از لیپوپلی ساکارید (LPS) می بود، مشاهده شد که عصاره زغال اخته دارای اثرات ضدافسردگی است، از مغز در برابر صدمه اکسیداتیو محافظت می‌کند و سطح TNF-a ناشی از LPS را تعدیل می‌کند.

ضربه مغزی (TBI)، کارکرد عصبی مورد نیاز برای شکل پذیری سیناپسی هیپوکامپ و کارکرد شناختی را به خطر میاندازد. مکمل زغال اخته یک تاثییر سودمند در افت جنبه های حاد TBI دارد. علی رغم مصرف زیاد زغال اخته، اطلاعات مربوط به اثرات آن بر پلاستیسیته و کارکرد مغز در شرایط ضربه مغزی محدود است.

با وجود این که مطالعات انسانی کار شده در ربط با تاثییر زغال اخته بر بیماری‌های مغز و اعصاب، محدود است، محققان اکنون اعتقاد دارند که زغال اخته می‌تواند نقشی مهم در مبارزه با بیماری‌های مغز و اعصاب داشته باشد.