Ein Teil des im Plasma vorliegenden Glutamins wird im Gehirn in Glutaminsäure verwandelt, die dort in erster Linie als Brennstoff dient. Sie hat aber (wie oben schon gesagt) außerdem die Fähigkeit, überschüssiges Ammoniak aufzunehmen. Durch die Entfernung dieses Zellgifts wird eine Behinderung der Gehirnfunktion vermieden, die Konzentrationsfähigkeit gesteigert und das Lang- und Kurzzeitgedächtnis verbessert.

Glutamin steigert die Produktion von GABA (gamma-Aminobuttersäure) und wirkt dadurch beruhigend und besonders bei Stress und Hektik konzentrationsfördernd.