N-Methyl-DL-aspartic acid ใช้หลักในการวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์ในฐานะสารกระตุ้นเฉพาะสำหรับตัวรับ NMDA (N-methyl-D-aspartate) สารนี้ช่วยในการศึกษาบทบาทของตัวรับ NMDA ในกระบวนการพลาสติกซินแนปติก (synaptic plasticity) การเรียนรู้ และความจำ สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในโมเดลทดลองเพื่อศึกษาอาการ excitotoxicity ซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์ประสาทถูกทำลายหรือตายเนื่องจากการกระตุ้นมากเกินไปจากสารสื่อประสาท เช่น กลูตาเมต นอกจากนี้ ยังเป็นเครื่องมือในงานวิจัยเภสัชวิทยาเพื่อทำความเข้าใจกลไกของโรคทางระบบประสาท เช่น โรคลมชัก โรคหลอดเลือดสมองตีบ และโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท การนำไปใช้ยังขยายไปสู่การพัฒนายารักษาที่มุ่งเป้าไปยังเส้นทางของตัวรับ NMDA