Epidemiološke studije su utvrdile jaku povezanost između PM2,5 , bolesti pluća i kardiovaskularnih bolesti. Nedavne studije su pokazale da je PM2,5 također snažno povezan s oštećenjem mozga, uglavnom cerebrovaskularnim oštećenjem (moždani udar) i neurološkim oštećenjem mozga (promjene u kognitivnoj funkciji, demencija, psihijatrijski poremećaji, itd.).
PM2,5 može proći kroz plućno-krvnu barijeru i osovinu “crijeva-mikrobno-mozak” kako bi uzrokovao sustavni oksidativni stres i upalu ili izravno ušao u moždano tkivo putem njušnog živca, na kraju oštećujući moždane krvne žile i moždane živce.