Une étude menée par l'Université technologique de Sydney et l'Université d'Auburn montre que les microplastiques peuvent endommager le cerveau et augmenter le risque de maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson. Les microplastiques pénètrent dans l'organisme par les aliments, l'eau, la poussière, les vêtements et les ustensiles en plastique ; un adulte peut en ingérer environ 250 grammes par an. Les particules peuvent s'accumuler dans les tissus, y compris dans le cerveau. Parmi les mécanismes de lésions cérébrales, on trouve l'activation excessive du système immunitaire cérébral, avec inflammation et lésions tissulaires, et le stress oxydatif, avec un excès de molécules toxiques et un affaiblissement des antioxydants. Le cerveau peut également subir une augmentation de la perméabilité et de l'entrée de toxines, une diminution de la production d'énergie (ATP) et la mort neuronale et la destruction cellulaire combinées aux mécanismes précédents. Ces dommages peuvent être directement liés à des maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson. Les preuves ne sont pas encore directes, mais il existe des indices sérieux d'aggravation des tableaux cliniques existants.  Les recherches en cours analysent également les microplastiques dans les poumons et les nouvelles voies d'exposition. Parmi les recommandations visant à réduire le contact avec les microplastiques, on peut citer : éviter les ustensiles en plastique, les aliments transformés, les vêtements synthétiques, l'utilisation de sèche-linge et privilégier les emballages en verre/métal.