ทัลไทเรลินถูกใช้หลักในการรักษาโรคเสื่อมของสมองน้อยและไขสันหลัง (spinocerebellar degeneration) ซึ่งเป็นกลุ่มโรคทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อการประสานงานและสมดุลของร่างกาย มันทำหน้าที่เป็นอนุภาคของฮอร์โมนกระตุ้นการหลั่งไทรอทโรปีน (TRH) กระตุ้นระบบประสาทส่วนกลางเพื่อปรับปรุงการทำงานของกล้ามเนื้อและบรรเทาอาการ เช่น อะแท็กเซีย (ataxia) นอกจากนี้ยังมีการสำรวจผลต่อการป้องกันเซลล์ประสาท ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ต่อภาวะที่มีความเสียหายของเซลล์ประสาท การวิจัยยังชี้ให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงการทำงานทาง认知และความผิดปกติทางอารมณ์ เนื่องจากอิทธิพลต่อระบบสารสื่อประสาท ความสามารถในการผ่านกำแพงเลือด-สมองทำให้เป็นผู้สมัครที่มีแนวโน้มสำหรับการบำบัดที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทส่วนกลาง