Des chercheurs ont découvert que, sur le long terme, le TMAO d'origine marine permettait de préserver la barrière hémato-encéphalique (barrière qui protège le cerveau contre les toxines circulant dans le sang, et qui devient plus perméable avec le vieillissement), et d'améliorer les fonctions cognitives des individus. Ces résultats, qui soulignent l'importance des régimes alimentaires riches en poissons et fruits de mer, intéressent particulièrement la recherche sur la maladie Alzheimer (maladie liée notamment à la dégradation de la barrière hémato-encéphalique).