谷氨酸作为中枢神经系统的重要兴奋性神经递质，在脑功能调节中通常具有促进神经信号传递、调节突触可塑性、参与能量代谢、支持神经发育以及维持神经保护作用等生理功能。
1、促进神经信号传递
谷氨酸是大脑内最主要的兴奋性神经递质，通过与NMDA受体、AMPA受体等结合，介导神经元间的快速信号传递。这种作用对认知、记忆和运动控制等脑功能至关重要，约占中枢神经突触传递的70%以上。
2、调节突触可塑性
谷氨酸能通过长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）机制动态调节突触连接强度。这种可塑性变化是学习记忆形成的分子基础，海马区谷氨酸能系统的异常已被证实与记忆功能障碍相关。
3、参与能量代谢
作为三羧酸循环的中间代谢物，谷氨酸与α-酮戊二酸相互转化，参与脑细胞的能量代谢过程。脑组织消耗的葡萄糖约20%通过谷氨酸-谷氨酰胺循环进行代谢，这对维持神经元和星形胶质细胞的能量平衡具有重要作用。
4、支持神经发育
在胚胎期和婴幼儿阶段，谷氨酸能系统通过调控神经干细胞增殖分化、轴突导向和突触形成等过程，促进神经网络的构建。动物实验表明谷氨酸浓度梯度对大脑皮层的分层发育具有指导作用。
5、维持神经保护作用
谷氨酸在星形胶质细胞内可转化为谷氨酰胺，通过谷氨酰胺合成酶的作用清除过量氨毒性。适当浓度的谷氨酸还能激活代谢型受体，通过第二信使系统增强神经元的抗氧化应激能力。
日常应注意保持规律作息和均衡饮食，避免过度摄入味精等含谷氨酸钠的食品添加剂。若出现记忆力减退、运动协调障碍等神经系统症状，建议及时到神经内科就诊，通过脑电图、磁共振等检查评估脑功能状态，切勿自行补充谷氨酸类药物。