谷氨酸是中枢神经系统含量最高、分布最广、作用最强的兴奋性神经递质。
a. 谷氨酸是脑内主要的兴奋性氨基酸神经递质。新皮质谷氨酸能神经元投射到纹状体、下丘脑核、丘脑。
（1）谷氨酸是小脑颗粒细胞的神经递质。
（2）谷氨酸是进入脑干和脊髓的非痛觉初级感觉传入纤维的神经递质。
（3）谷氨酸是皮质脊髓束、皮质脑干束的神经递质。
b. 脑内的主要兴奋性氨基酸神经递质——天冬氨酸存在于小脑攀缘纤维。攀缘纤维的神经元在下橄榄核中。
c. 行为联系：谷氨酸由N-甲基-D-天冬氨酸对海马神经元的长期强化（记忆过程）起作用。谷氨酸对癫痫的诱发及其发作起作用。在某种情况下，谷氨酸以及类似物具有神经毒性。
d. 谷氨酸兴奋性毒性：纹状体释放谷氨酸，与纹状体神经元中的受体相结合产生动作电位。谷氨酸由星形胶质细胞在细胞外去除。亨廷顿氏病中，谷氨酸与N-甲基 -D-天冬氨酸（NMDA）受体结合，导致钙内流及细胞死亡。神经元死亡的级联反应大部分可能发生于脑血管意外（中风） [2] 。
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