Extensos estudos in vitro e in vivo mostraram que os canabinóides têm propriedades neuroprotetoras e sugeriram que o sistema endocanabinóide pode estar envolvido em mecanismos neuroprotetores endógenos. Por outro lado, efeitos neurotóxicos de canabinóides in vitro e in vivo também foram descritos. Várias explicações possíveis para estes efeitos duplos e opostos dos canabinóides foram sugeridas, e é concebível que vários fatores possam determinar o resultado final do efeito canabinóide in vivo.
Uma das possíveis razões para os efeitos duplos, neuroprotetores/neurotóxicos, dos canabinóides in vivo, ou seja, os efeitos opostos de doses baixas versus altas de canabinóides. Enquanto muitos estudos relataram efeitos neuroprotetores das doses convencionais de canabinóides em vários modelos experimentais para lesões cerebrais agudas, também esta relatado que uma única administração de uma dose extremamente baixa de Δ9-tetraidrocanabinol (THC) (3 a 4 vezes menor que as doses convencionais) em animais, induziu défices cognitivos ligeiros e duradouros que afetaram vários aspectos da memória e da aprendizagem. Essas descobertas levaram à suposição de que esta dose baixa de THC, que induz danos menores ao cérebro, pode ativar mecanismos de pré-condicionamento e/ou pós-condicionamento e, assim, proteger o cérebro de lesões mais graves.
De facto, existem explicações que apoiam essa suposição e mostram que um tratamento pré ou pós-condicionamento com doses extremamente baixas de THC, vários dias antes ou depois da lesão cerebral, fornece neuroproteção cognitiva eficaz a longo prazo. O potencial terapêutico futuro desses achados ainda é discutível.