एसपारटेम मस्तिष्‍क में एक न्यूरोट्रांसमीटर है, यह एक न्‍यूरॉन से दूसरे को जानकारी देने की सुविधा देता है। बहुत ज्‍यादा एसपारटेम से मस्तिष्‍क की कोशिकाओं में कैल्शियम बहुत ज्‍यादा बढ़ जाता है, और यह अत्‍यधिक मात्रा में मुक्‍त कणों को ट्रिगर करता है। जिससे कोशिकाएं मरने लगती है। एसपारटेम को एक्ससीटोटॉक्सिन के रूप में भी जाना जाता है क्‍योंकि यह तंत्रिका कोशिका की क्षति का कारण बनता है। लंबे समय तक एक्ससीटोटॉक्सिन इसके इस्‍तेमाल से कई प्रकार की बीमारियां जैसे मल्टीप्ल स्क्लेरोसिस, एएलएस, मेमॉरी लॉस, हार्मोंन संबंधी समस्‍याएं, सुनाई न देना, मिर्गी, अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग, हाइपोग्लाइसीमिया, पागलपन, मस्तिष्क घावों और न्यूरोएंडोक्राइन विकार देखने को मिलते हैं।