Что касается действия клавулановой кислоты в центральной нервной системе, то она была изучена доклинически в моделях тревоги, сексуального поведения, зависимости, нейропатической боли, воспалительной боли, эпилепсии, болезни Паркинсона, деменции и инсульта. У животных, в том числе у грызунов и/или обезьян, клавулановая кислота проявляет анксиолитическое, антидепрессивное, просексуальное, улучшающее память, обезболивающее, вызывающее привыкание, про-дофаминергическое, проокситоцинергическое и нейропротекторное действие.  Клавулановая кислота проходит клинические исследования на людях для лечения эректильной дисфункции, депрессии, зависимость от психоактивных веществ и боли.