N-Methyl-d-Aspartic Acid ถูกนำมาใช้เป็นหลักในการวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์ในฐานะตัวกระตุ้นที่เลือกเฉพาะสำหรับตัวรับ NMDA มันมีบทบาทสำคัญในการศึกษาการส่งสัญญาณกระตุ้นทางประสาทและการปรับตัวของซินแนปติก นักวิจัยใช้สารนี้เพื่อตรวจสอบกลไกที่อยู่เบื้องหลังการเรียนรู้ ความจำ และโรคทางระบบประสาท เช่น โรคลมชัก โรคหลอดเลือดสมอง และโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในโมเดลทดลองเพื่อเหนี่ยวนำภาวะ excitotoxicity ซึ่งช่วยให้เข้าใจเส้นทางการตายของเซลล์ในสมอง การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการศึกษาทางเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาการรักษาที่มุ่งเป้าไปที่ความผิดปกติของตัวรับ NMDA