最近，神經科學家們已經瞭解一氧化氮在神經傳導方面的作用，不管神經突觸相連與否，一氧化氮均可以促進神經細胞之間的溝通。實驗結果顯示，抑制腦部製造一氧化氮的酵素會影響腦部長期記憶貯存的能力。
其他腦部研究人員開始測試一氧化氮在阿茲海默症(老年癡呆症)和帕金森症等疾病中所扮演的角色，在深受上述疾病困擾的病人身上，他們發現這些患者的腦部有經常性一氧化氮產量大幅減少的情況發生。
《自然》雜誌的報導提供的種種證據顯示，此種一氧化氮產量減少的情況可能會對記憶的貯存造成障礙並減少腦部的血液流量，而腦部血液流量減少可立刻產生一種叫做貝塔澱粉樣蛋白的斑塊，該斑塊在血管內增加和堆積，是包括老年癡呆症在內的幾種腦部退化性疾病病人身上的特徵。雖然這種斑塊的化學性質跟阻塞心臟動脈的粥狀硬化斑並不相同，但同樣也會損害小一點的腦部血管的內皮細胞。一氧化氮是人體內如此重要和普遍的物質，以至於頂級的研究學者宣稱一氧化氮是無所不在、無所不能的。事實上，一些看起來並不相關的疾病，譬如說從老年癡呆症到糖尿病到痔瘡，都有一個共通點，那就是一氧化氮的量不足會導致疾病或加劇病情。
