ดิโซซิลปีนใช้หลักในการวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษากลไกของการป้องกันเซลล์ประสาทและการเสื่อมของเซลล์ประสาท เป็นตัวต่อต้านแบบไม่แข่งขันของตัวรับ NMDA ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการตรวจสอบ excitotoxicity ซึ่งเกี่ยวข้องกับภาวะเช่น โรคหลอดเลือดสมอง การบาดเจ็บที่สมอง และโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท เช่น อัลไซเมอร์ โดยการบล็อกตัวรับ NMDA ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจบทบาทของกลูตาเมตในการทำลายเซลล์ประสาทและการฟื้นตัว นอกจากนี้ ยังใช้ในการศึกษาพฤติกรรมเพื่อสำรวจผลกระทบต่อการเรียนรู้ ความจำ และอาการคล้ายโรคจิต ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความผิดปกติทางจิตเวช เช่น โรคจิตเภท การประยุกต์ใช้ในแบบจำลองสัตว์มีความสำคัญสำหรับการพัฒนากลยุทธ์การรักษาที่มุ่งเป้าไปที่เส้นทางกลูตาเมต