Магнезият представлява един от най-важните минерали в хранителния режим поради многообразните роли, които изпълнява в човешкия организъм, включително като кофактор в над 300 ензимни реакции. Той е есенциален елемент в регулацията на мускулното съкращение (включително това на сърцето), кръвното налягане, метаболизма на инсулина, като е важен също и за синтеза на ДНК, РНК и протеини. В нервната система, магнезият играе важна роля в оптималното предаване на нервните импулси, в нервномускулната координация,както и като протектор срещу т.нар ексцитотоксичност (т.е. свръхвъзбудимост на нервната клетка, което би могло да доведе до нейната смърт).


Една от най-важните си неврологични функции магнезият дължи на своето взаимодействие с т.нар. N-methyl-D-aspartate (NMDA) рецептори. Магнезият действа като блокада на калциевите канали в тези рецептори, поради което той трябва да бъде премахнат, за да се предаде възбудния глутаматергичен сигнал. Ниското ниво на магнезия може теоретично да потенцира глутаматергичната трансмисия, което може да доведе до свръхвъзбудимост на нервната клетка и в резултат до оксидативен стрес и невронална клетъчна смърт. Абнормна глутаматергична невротрансмисия е установена при редица неврологични  и психиатрични заболявания, в това число мигрена, хронична болка, епилепсия, болест на Алцхаймер, Паркинсонова болест, инсулт, както и често съпровождащите ги прояви на депресия и тревожност.  Именно поради тази причина магнезият и лечението с него са обект на редица проучвания в тази насока.


Мигрена


Мигрената е най-честото неврологично заболяване, според проучване в Съединените американски щати. Характеризира се рецидивиращи епизоди на умерено до силно по интензитет главоболие – най-често едностранно, с пулсиращ характер, с или без наличие на аура, с продължителност 4 до 72 часа и придружаващи симптоми като гадене, повръщане и/или свръхчувствителност към различни стимули от околната среда. Макар механизмът на възникване на главоболието да не е напълно изяснен, най-често се обсъжда наличие на повишена възбудимост на нервните клетки и абнормна функция на митохондриите. Поради тази причина магнезият се обсъжда като възможен терапевтичен вариант за това заболяване, тъй като той има отношение както към възбудимостта на невроните, така и към митохондриалната функция.


Хроничен болков синдром

Болката е универсално усещане, което може да се изяви под много различни форми и може да има остро и  хронично протичане. Теминът хронична болка се дефинира като постоянна болка, траеща поне три месеца, като причината за нейното възникване може да е както централна (т.е в главния и/или гръбнчен мозък), така и периферна (при засягане на периферните нерви, например при невропатия). 


Хроничната болка обединява в себе си хроничния регионален болков синдром, хроничната болка ниско в кръста, фибромиалгия, невропатия, ккато и болка от съдов произход.


Смята се, че магнезият може да има отношение към повлияване на хроничния болков синдром чрез потискане на калциевите канали в NMDA-рецепторите на ниво гръбначен мозък.


Депресия и тревожност

Депресията и тревожността са често съпътсващи основното неврологично заболяване състояния, особено когато е налице хроничен болков синдром, в това число и мигрена. В основата и на двете състояния е нарушената глутаматергична, т.е възбудна актовност, на невроните, което може да обясни и защо те са често са съпровождащи симптоми. И тук ниското ниво на магнезият се свързва като допринасящ фактор от една страна за неврологичното заболяване, а от друга, за съпътстващата психиатрична компонента и неговата роля в терапията на тези заболявания заслужава допълнителни проучвания.


Епилептична активност

Хипомагнезиемията е доказан рисков фактор за поява на епилептичен припадък както в детска, така и в зряла възраст. Приемът на хранителни добавки, съдържащи магнезий има доказан положителен ефект в тази насока. Други състояния, асоциирани също с поява на симптоматични епилептични припадъци са прееклампсията и еклампсията, при които също е установен положителен ефект от суплементацията с магнезий.


По отношение на магнезия като терапевтична опция е проведено само едно рандомизирано клинично проучване, фокусиращо се върху инфантилните спазми и показващо по-добър ефект от лечението, когато е в комбинация с магнезиеви добавки, в сравнение с лечението, проведено само  с основната терапия.


Болест на Паркинсон

Ролята на магнезия е обект на проучване в тази насока, като резултатите не са категорични на този етап. Установени са по-високи нива на магнезий при пациентите в началото на заболяването в сравнение с тези с продължителност на заболяването над 8 години. Резултатите от по-стари проучвания показват по-ниски нива на магнезий в кората на мозъка, бялото мозъчно вещество, базалните ганглии, опашатото ядро и мозъчни ствол при болните от Паркинсонова болест, в сравнение със здрави контроли. Необходими са още изследвания в тази насока.


Болест на Алцхаймер

Изследвания показват значително намаление на нивата на йонизиран магнезий, както и на магнезия в плазмата, цереброспиналната течност, косата, червените кръвни клетки при пациентите, страдащи от болест на Алцхаймер, в сравнение със здрави контроли. По-ниски нива се откриват и в специфичен участък от мозъка, известен като хипокампус, имащ отношение към клиничната симптоматика на заболяването, което би могло да послужи като отправна точка за разглеждане на магнезия като възможно терапевтично средство.