和咖啡因一樣屬於生物鹼的葫蘆巴鹼，是一種能對神經系統引起作用的成分，特別具有提高腦神經活性的效果，能活化統御長期記憶區的大腦部位海馬迴，替隨著年齡增長死去的腦細胞建立起新的網絡，可改善健忘、預防癡呆以及阿茲海默症。
日本杏林大學精神神經科教授古賀良彦率領的研究團隊，進行了咖啡香氣對腦部健康效果的實驗。實驗過程中準備了研磨成粉的咖啡豆、檸檬油以及蒸餾水，依序讓受試者嗅聞，並同時測量受試者的腦波。
實驗結果發現，與檸檬油和蒸餾水相比，聞到咖啡豆香氣時，大腦的α波數值最高，呈現放鬆狀態。除此之外，認知機能和情報處理的大腦區塊也變得活躍，提高了大腦的活性。
針對咖啡進行更進一步的實驗，還發現根據烘焙方式不同，香氣改變時，對大腦的影響也不同。淺烘焙、中烘培與重烘培三種咖啡中， 重烘培的咖啡香讓大腦呈現最多的α波狀態，具有安定情緒與精神的作用，而中烘培的咖啡豆，則最能讓大腦集中力變高，反應變快。因此為了達到預防失智效果，選擇中烘培以上的咖啡最佳。
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