ถัลมินีลีน ถูกพัฒนาขึ้นเป็นสารที่ใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับระบบประสาท โดยเฉพาะการวิจัยเกี่ยวกับตัวรับสารสื่อประสาทชนิด 5-HT2A ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการรับรู้ อารมณ์ และพฤติกรรม สารนี้จึงถูกใช้เป็นเครื่องมือทางวิจัยในห้องปฏิบัติการเพื่อทำความเข้าใจกลไกของโรคทางจิตเวช เช่น โรคจิตเภท ภาวะซึมเศร้า และความผิดปกติของการรับรู้ นอกจากนี้ยังมีศักยภาพในการนำไปใช้พัฒนายาใหม่ที่ออกฤทธิ์เฉพาะจุดในสมอง โดยเฉพาะในกลุ่มยากล่อมประสาทหรือยารักษาภาวะผิดปกติทางอารมณ์ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการใช้ในทางคลินิก และยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัยเท่านั้น