最近，神经科学家们已经了解一氧化氮在神经传导方面的作用，不管神经突触相连与否，一氧化氮均可以促进神经细胞之间的沟通。实验结果显示，抑制脑部制造一氧化氮的酵素会影响脑部长期记忆贮存的能力。

其他脑部研究人员开始测试一氧化氮在阿兹海默症（老年痴呆症）和帕金森症等疾病中所扮演的角色，在深受上述疾病困扰的病人身上，他们发现这些患者的脑部有经常性一氧化氮产量大幅减少的情况发生。

《自然》杂志的报导提供的种种证据显示，此种一氧化氮产量减少的情况可能会对记忆的贮存造成障碍并减少脑部的血液流量，而脑部血液流量减少可立刻产生一种叫做贝塔淀粉样蛋白的斑块，该斑块在血管内增加和堆积，是包括老年痴呆症在内的几种脑部退化性疾病病人身上的特征。虽然这种斑块的化学性质跟阻塞心脏动脉的粥状硬化斑并不相同，但同样也会损害小一点的脑部血管的内皮细胞。一氧化氮是人体内如此重要和普遍的物质，以至于顶级的研究学者宣称一氧化氮是无所不在、无所不能的。事实上，一些看起来并不相关的疾病，譬如说从老年痴呆症到糖尿病到痔疮，都有一个共通点，那就是一氧化氮的量不足会导致疾病或加剧病情。