胞二磷胆碱可以通过降低脑组织中谷氨酸浓度，减少神经性神经递质引起的细胞死亡。同时，胞二磷胆碱还能通过提高大脑皮质和新纹状体中的ATP浓度，起到神经元保护作用。胞二磷胆碱注射液可以改善缺血造成的空间定位和记忆力缺陷，其主要机制为增加海马乙酰胆碱酯酶ATP酶的活性和改善胆碱能神经传递，起到改善记忆和认知功能的作用。