Uno dei modi in cui questi alimenti possono recare danno al cervello è causando un'infiammazione, che è la risposta naturale del corpo umano a una lesione o un'infezione. Quando ciò si ripete troppo spesso, si verifica un danno alle cellule e ai tessuti. Alcuni studi hanno evidenziato che una dieta ricca di cibi ultralavorati può portare a un'infiammazione cronica, a sua volta correlata a diversi disturbi cerebrali, tra cui depressione, ansia, malattia di Alzheimer e demenza.
Un altro effetto dannoso degli alimenti ultralavorati per il cervello è dovuto alla loro capacità di alterare la flora batterica intestinale. Quest'ultima, costituita da più di 1000 miliardi di microorganismi, riveste un ruolo essenziale per la salute del corpo umano. L'assunzione di cibi ultralavorati può recare danno ai cosiddetti batteri intestinali "buoni" e ciò può portare a diversi problemi di salute, tra cui anche disturbi dell'umore.
Molto spesso, l'eccessiva presenza di zucchero, sale e grassi dannosi negli alimenti ultralavorati è di per sé un problema. Lo zucchero causa un picco di glicemia seguito da un suo improvviso abbassamento, che avvertiamo con una sensazione di stanchezza e irritabilità. Il sale è correlato all'ipertensione, che a sua volta aumenta il rischio di ictus e altri disturbi cerebrali, mentre è noto che i grassi dannosi, tra cui quelli trans, causano diversi disturbi, tra cui un declino delle funzioni cognitive.