一项多民族的队列研究显示，如果认知功能正常的老年人坚持地中海饮食，其大脑老化的速度可以减缓多达 5 年。来自美国哥伦比亚大学研究者 Gu 教授等在 Neurology 杂志中写到，较多的鱼类及较少的肉类摄入可能是地中海饮食对大脑影响的两个最关键因素。
研究者认为扣带回、顶叶和颞叶区域可能与地中海饮食的依从性更相关，但较多的鱼类及较少的肉类摄入可能并不会特异性保护某一个脑区，该研究中的地中海饮食包括较多的蔬菜、豆类、水果、谷物、鱼类以及单不饱和脂肪酸的摄入；较少的饱和脂肪酸、奶制品、肉类和家禽类摄入，轻中度的饮酒。
研究者说，在校正了年龄和其他多种因素之后，较多的鱼类和较少的肉类摄入与较高的皮层厚度显著相关。如果摄入至少上述饮食中五种成分的话，其对总体大脑体积的影响相当于 5 年的影响，而每周摄入 3～5 种成分的话对大脑萎缩的保护作用相当于 2～4 年的影响。
该研究纳入了 674 例无痴呆的老年人，平均年龄为 80.1 岁，使用食物频率问卷收集受试者的饮食信息。通过头颅 MRI 评估受试者大脑总体积（TBV），灰质总体积（TGMV），白质总体积（TWMV），平均皮层厚度（mCT）以及各个脑区的体积。使用回归分析模型评估地中海饮食依从性（0～9 分）与脑体积和厚度之间的相关性，并对年龄、性别、种族、教育程度、体重指数、糖尿病和认知功能等因素进行校正。
研究结果显示，与较低的地中海饮食依从性（0～4 分）的受试者相比，依从性较高的受试者（5～9 分）TBV、TGMV 以及 TWMV 更高。较多的鱼类与较少的肉类摄入与较高的 TGBV 显著相关。较少的肉类摄入也与较高的 TBV 相关。较多鱼类摄入的受试者 mCT 更高。扣带回皮层、顶叶、颞叶、海马以及额上回的皮层厚度与饮食因素更相关。
研究者也指出，地中海饮食可能影响淀粉样蛋白 b33 或 tau 蛋白磷酸化及聚集，从而对脑萎缩产生影响。鱼类含有多种有益的营养成分，包括Ω-3 脂肪酸，维生素 D，维生素 B 等。尽管地中海饮食对大脑健康影响的机制尚不清楚，但目前研究表明，其可能的获益包括维持大脑结构或延缓年龄相关的萎缩。
