カンナビノイドは、さまざまな神経変性疾患の治療への利用が提唱されています。事実、アメリカ政府が雇用した科学者らは、2001年、カンナビノイドに抗酸化物質および神経保護物質としての特許を取得し、アルツハイマー病その他の疾病の治療に有益である可能性を述べています。ソーク研究所は最近、単離された各種のカンナビノイドとそれらの組み合わせの神経保護作用についての基礎実験を行っています。

11種類のカンナビノイドの作用を、アルツハイマー病に関係のある５段階の細胞ストレスについて調べたところ、その多く（CBDV、CBG、Δ8-THC、etc.）が、酸化による細胞死を阻害しました。酸性カンナビノイドはこの場合あまり効果がなく、むしろ CBGA は高濃度では細胞毒性があったほか、CBDA と THCA は、それぞれの中性の形である CBD と THC に比べ、細胞ストレスを防ぐ効果は劣っていました。

平均すると、 Δ8-THC、Δ9-THC、CBD、CBC、そして CBN は、ほぼすべてのテストにおいて強力な神経保護作用がありました。また THC と CBN を組み合わせると相乗的な神経保護作用を発揮しました。THC と CBD の組み合わせには相加効果がありましたが、相乗効果ではありませんでした。奇妙なことに、実験に使われた細胞株のいくつかにはカンナビノイド受容体がなく、これらのカンナビノイドは、エンドカンナビノイド・システムに限らずさまざまな機序で作用することを示唆しています。（参照：CBD、THCA）