Cerebrolysin entfaltet seine neuroprotektiven Wirkungen hauptsächlich durch die Aktivierung des Keap1/Nrf2/Antioxidans-Signalwegs, der die antioxidativen Abwehrkräfte verbessert und oxidativen Stress reduziert. Es moduliert auch entzündliche Reaktionen, indem es den TLRs/NF-kB-Signalweg hemmt, wodurch die Produktion pro-inflammatorischer Zytokine und die Aktivierung von Mikroglia verringert werden. Während die genauen Rezeptoren und zusätzlichen Signalmechanismen, die beteiligt sind, nicht vollständig aufgeklärt sind, deutet die Zusammensetzung aus niedermolekularen Peptiden auf potenzielle Wechselwirkungen mit Rezeptoren für neurotrophe Faktoren hin, die das Überleben und die Regeneration von Neuronen fördern könnten.