我們應該熟悉次級代謝物 metabolites 這個詞 –––– 精油被稱為次級代謝物。David Kennedy 解釋說，作為植物化學物質，它們在支撐植物生存、生長、發育或繁殖的「主要」代謝過程中不發揮直接作用。然而，它們確實發揮廣泛的一般和保護作用，如抗氧化劑、自由基清除劑、紫外線吸收劑和抗增殖劑，並保護植物免受細菌、病毒和真菌等微生物的侵害。它們也管理植物間的關係，並作為植物生長空間對抗競爭對手植物的化感防禦者。次生代謝物在決定或改變植物與其他複雜生物體的關係方面具有更複雜的作用。最明顯的作用是吸引傳粉者或透過吸引食草攻擊者的天敵為植物提供間接防禦。他指出，超過 70% 的植物物種完全依賴共生昆蟲交互作用來授粉。
多種植物次級代謝物能夠調節人腦的功能。這些次級代謝物大多分為三個化學組：酚類 phenolics、萜烯 terpenes 和生物鹼 alkaloids。書的第四部分 (The Terpenes)中提及的 萜烯 terpenes 是精油中最常見的成分。David Kennedy 解釋說，我們神經系統功能不可或缺的許多神經傳導物質、神經調節劑和荷爾蒙實際上是十億多年前植物和動物分化之前就存在的代謝過程的化學產物。許多神經化學物質在植物的生命中發揮關鍵作用，通常與它們在哺乳動物中作為信號分子所發揮的作用具有相似性。
例如，關鍵的神經傳導物質乙醯膽鹼 acetylcholine（目前有限的證據指精油帶起的芳香療法對癡呆症起到一定的作用）在副交感神經系統的功能中發揮著重要作用，並有助於大多數大腦過程 ，包括神經可塑性、感官知覺、喚醒和注意力。在植物中，乙醯膽鹼有助於調節生長、發芽、開花、水穩態和光合作用。
David Kennedy 解釋說，昆蟲和哺乳動物的神經系統使用相同的神經化學物質，包括神經肽、荷爾蒙和神經傳導物質及其相關受體。Kennedy 提出了一個問題：為甚麼植物次級代謝物會影響人腦功能？他提出了兩個假設。首先，次級代謝物會改變人類大腦功能 ，因為植物和人類有不同的細胞、生化和分子相似性。第二個是它們改變了人類的大腦功能，因為昆蟲和人類有著驚人相似的神經系統。
David Kennedy 用整整一章的篇幅 ( ch 11: The Lamiaceae Subtribe Salviinae—The Salvia, Rosmarinus, and Melissa Genera) 來介紹唇形科植物家族。它是被子植物第六大科，由 236 屬和 7,200 種植物組成。他對鼠尾草屬 Salvia genus 以及較小的梅麗莎屬 Melissa 和迷迭香屬 Rosmarinus 特別感興趣。他解釋說，所有這些屬都有精神藥物物種。
例如，鼠尾草和薰衣草通常用於減輕記憶力差、精神錯亂、抑鬱和眩暈。兩種鼠尾草均含有約 1.0% 至 2.8% 的精油，主要成分為 α-蒎烯 α-pinene、β-蒎烯 β-pinene、1,8-桉油精 1,8-cineole、樟腦、香葉醇 、冰片和莰烯。該油還含有倍半萜烯，例如 α-葎草烯 α-humulene 和 β-石竹烯 β-caryophyllene。唯一的主要差異是薰衣草缺乏鼠尾草中發現的 α-側柏酮 α-thujone 和 β-側柏酮 β-thujone。David Kennedy 解釋說 ，這兩種酮都被認為是有毒的驚厥劑。然而，應該指出的是，鼠尾草並沒有表現出其側柏酮含量所暗示的對人體的毒性。David Kennedy 指出，許多萜烯化合物（例如冰片）以變構方式與抑制性離子型 γ-氨基丁酸受体 GABA 受體結合，並且在體外和體內研究中，兩種鼠尾草植物的精油和酒精萃取物已被確定乙醯膽鹼酯酶 acetylcholinesterase(AChE)。他報告說，膽鹼酯酶抑制特性也被證明是由於各種萜化合物之間的協同和拮抗相互作用。例如，1,8-桉樹腦與 α-蒎烯和石竹烯具有協同作用，但與樟腦具有拮抗作用。
David Kennedy 引用了許多研究來證明藥用植物和薰衣草植物的膽鹼活性。一項針對健康年輕人的雙盲安慰劑對照、平衡交叉研究表明，單次口服 50 µl 和 100 µl 薰衣草精油後，記憶力在 1 小時和 2.5 小時內得到改善。他還指出，在單劑量使用 25 µL 和 50 µL 相同精油後，隨後證實了類似的助記效果，並且提高了心算任務的表現，並提高了主觀警覺性、平靜和滿足水平。在另一項研究中，發現使用薰衣草膠囊精油進行治療具有非常有效的乙醯膽鹼酯酶抑制活性。
David Kennedy 指出，雖然鼠尾草萃取物的膽鹼能特性是增強認知能力的基礎，但需要注意的是，鼠尾草萃取物還具有抗氧化、抗發炎和輕度雌激素特性，所有這些特性對於改善健康人羣的大腦功能都很重要以及患有與年齡相關的認知能力下降和癡呆症的患者 。Kennedy 解釋說，鼠尾草萃取物具有良好的耐受性，並且在人類可能消耗的水平下表現出較少的不良副作用，這使得它們成為容易產生副作用的生物鹼膽鹼酯酶抑制劑的潛在替代品，這些抑制劑通常用於減弱與阿茲海默症/失智症相關的認知缺陷。
David Kennedy 引用了許多涉及香蜂草 Melissa officinalis 萃取物的體外研究，這些研究證實了香蜂草萃取物的精神活性，包括抗氧化特性、人類腦組織中的直接菸鹼和毒蕈鹼膽鹼能受體結合特性以及乙醯膽鹼酯酶抑制特性。他引用了三項雙盲、安慰劑對照研究 ，這些研究評估了蜜蜂花對失智症患者的作用。結果發現，71 名嚴重失智症患者接受香蜂草香薰治療後，躁動情緒有所改善，生活品質也有所改善。
David Kennedy 認為迷迭香的認知增強作用可能與膽鹼能系統的相互作用有關。一項使用迷迭香新鮮葉和精油的研究表明，在人類腦組織中具有顯著的體外膽鹼能受體結合和乙醯膽鹼酯酶抑制特性。口服給藥後，小鼠體內的 AChE 抑制活性已被證實。Kennedy 憤世嫉俗地認為，主流醫學和製藥業不太可能對複雜的植物混合物感興趣，因為人們對它們的協同和多價活性知之甚少。他解釋說，他們更喜歡具有明確作用模式的單一治療。他給我們舉了一個阿茲海默症的例子：
“阿茲海默症的悲慘案例就很好地說明了這一點。目前，用於減輕失智症嚴重認知能力下降的第一線治療方法是幾種膽鹼酯酶抑制劑，包括植物來源的生物鹼卡巴拉汀和加蘭他敏。生物鹼本質上是有毒的，在這些治療中，它們的功效有限，必須仔細平衡其高水平的膽鹼能副作用。”( p 257-258 )
David Kennedy 認為，鼠尾草中富含萜烯的萃取物已證明對許多其他潛在有益參數具有協同膽鹼酯酶抑制作用和其他多價作用。它們對於人類食用來說也顯著更安全，沒有明顯的副作用，並且在為阿茲海默症的認知症狀提供有效治療方面更具成本效益。然而，他感嘆我們對複雜的植物萃取物中的許多相互作用了解甚少，而且在很大程度上，關於許多草藥萃取物的功效仍然存在品質較差的證據。
他的總結發言。這一直是我爭論和陳述的事情：
“回答為甚麼植物化學物質調節大腦功能這個簡單的問題需要整合來自不同學科的思想和概念，包括分子生物學和生物化學、植物科學、動物學、昆蟲學、藥理學、醫學、神經科學和心理學。必要地拆除學科「孤島」可能會產生一些有趣的新興協同特性，這些特性超出了回答這個簡單問題的範圍。( p 261 )
“Plants and the Human Brain” 是一本重要的書，相信它將為人們對許多精油的重要作用打開新的理解之門。本書解釋了植物和人類遺傳學的一些相似之處，以及這些相似之處如何影響人類的心理功能。第一次有人試圖回答植物化學物質『為甚麼』而不是『如何』影響人類大腦和行為的問題。植物和人類有大約 3,000 個共同的祖先基因，這些基因存在許多意想不到的相似之處。“例如，植物合成並使用人類大腦中發現的大部分 ‘神經化學物質 neuro-chemicals’ ，有時與類似的受體協同作用，使化學物質能夠傳遞訊息。兩者在細胞內也有相同的通訊過程，這因素尤其可能為我們吃水果和蔬菜後的大腦表現和健康益處提供途徑。“我們與植物的區別並不像我們想像的那麼大，而且我們的大腦在大多數方面都與昆蟲的大腦相同 —— 儘管要復雜得多。”
多種植物次級代謝物能夠調節人腦的功能。這些次級代謝物大多分為三個化學組：酚類 phenolics、萜烯 terpenes 和生物鹼 alkaloids。書的第四部分 (The Terpenes)中提及的 萜烯 terpenes 是精油中最常見的成分。David Kennedy 解釋說，我們神經系統功能不可或缺的許多神經傳導物質、神經調節劑和荷爾蒙實際上是十億多年前植物和動物分化之前就存在的代謝過程的化學產物。許多神經化學物質在植物的生命中發揮關鍵作用，通常與它們在哺乳動物中作為信號分子所發揮的作用具有相似性。
例如，關鍵的神經傳導物質乙醯膽鹼 acetylcholine（目前有限的證據指精油帶起的芳香療法對癡呆症起到一定的作用）在副交感神經系統的功能中發揮著重要作用，並有助於大多數大腦過程 ，包括神經可塑性、感官知覺、喚醒和注意力。在植物中，乙醯膽鹼有助於調節生長、發芽、開花、水穩態和光合作用。
David Kennedy 解釋說，昆蟲和哺乳動物的神經系統使用相同的神經化學物質，包括神經肽、荷爾蒙和神經傳導物質及其相關受體。Kennedy 提出了一個問題：為甚麼植物次級代謝物會影響人腦功能？他提出了兩個假設。首先，次級代謝物會改變人類大腦功能 ，因為植物和人類有不同的細胞、生化和分子相似性。第二個是它們改變了人類的大腦功能，因為昆蟲和人類有著驚人相似的神經系統。
David Kennedy 用整整一章的篇幅 ( ch 11: The Lamiaceae Subtribe Salviinae—The Salvia, Rosmarinus, and Melissa Genera) 來介紹唇形科植物家族。它是被子植物第六大科，由 236 屬和 7,200 種植物組成。他對鼠尾草屬 Salvia genus 以及較小的梅麗莎屬 Melissa 和迷迭香屬 Rosmarinus 特別感興趣。他解釋說，所有這些屬都有精神藥物物種。
例如，鼠尾草和薰衣草通常用於減輕記憶力差、精神錯亂、抑鬱和眩暈。兩種鼠尾草均含有約 1.0% 至 2.8% 的精油，主要成分為 α-蒎烯 α-pinene、β-蒎烯 β-pinene、1,8-桉油精 1,8-cineole、樟腦、香葉醇 、冰片和莰烯。該油還含有倍半萜烯，例如 α-葎草烯 α-humulene 和 β-石竹烯 β-caryophyllene。唯一的主要差異是薰衣草缺乏鼠尾草中發現的 α-側柏酮 α-thujone 和 β-側柏酮 β-thujone。David Kennedy 解釋說 ，這兩種酮都被認為是有毒的驚厥劑。然而，應該指出的是，鼠尾草並沒有表現出其側柏酮含量所暗示的對人體的毒性。David Kennedy 指出，許多萜烯化合物（例如冰片）以變構方式與抑制性離子型 γ-氨基丁酸受体 GABA 受體結合，並且在體外和體內研究中，兩種鼠尾草植物的精油和酒精萃取物已被確定乙醯膽鹼酯酶 acetylcholinesterase(AChE)。他報告說，膽鹼酯酶抑制特性也被證明是由於各種萜化合物之間的協同和拮抗相互作用。例如，1,8-桉樹腦與 α-蒎烯和石竹烯具有協同作用，但與樟腦具有拮抗作用。
David Kennedy 引用了許多研究來證明藥用植物和薰衣草植物的膽鹼活性。一項針對健康年輕人的雙盲安慰劑對照、平衡交叉研究表明，單次口服 50 µl 和 100 µl 薰衣草精油後，記憶力在 1 小時和 2.5 小時內得到改善。他還指出，在單劑量使用 25 µL 和 50 µL 相同精油後，隨後證實了類似的助記效果，並且提高了心算任務的表現，並提高了主觀警覺性、平靜和滿足水平。在另一項研究中，發現使用薰衣草膠囊精油進行治療具有非常有效的乙醯膽鹼酯酶抑制活性。
David Kennedy 指出，雖然鼠尾草萃取物的膽鹼能特性是增強認知能力的基礎，但需要注意的是，鼠尾草萃取物還具有抗氧化、抗發炎和輕度雌激素特性，所有這些特性對於改善健康人羣的大腦功能都很重要以及患有與年齡相關的認知能力下降和癡呆症的患者 。Kennedy 解釋說，鼠尾草萃取物具有良好的耐受性，並且在人類可能消耗的水平下表現出較少的不良副作用，這使得它們成為容易產生副作用的生物鹼膽鹼酯酶抑制劑的潛在替代品，這些抑制劑通常用於減弱與阿茲海默症/失智症相關的認知缺陷。
David Kennedy 引用了許多涉及香蜂草 Melissa officinalis 萃取物的體外研究，這些研究證實了香蜂草萃取物的精神活性，包括抗氧化特性、人類腦組織中的直接菸鹼和毒蕈鹼膽鹼能受體結合特性以及乙醯膽鹼酯酶抑制特性。他引用了三項雙盲、安慰劑對照研究 ，這些研究評估了蜜蜂花對失智症患者的作用。結果發現，71 名嚴重失智症患者接受香蜂草香薰治療後，躁動情緒有所改善，生活品質也有所改善。
David Kennedy 認為迷迭香的認知增強作用可能與膽鹼能系統的相互作用有關。一項使用迷迭香新鮮葉和精油的研究表明，在人類腦組織中具有顯著的體外膽鹼能受體結合和乙醯膽鹼酯酶抑制特性。口服給藥後，小鼠體內的 AChE 抑制活性已被證實。Kennedy 憤世嫉俗地認為，主流醫學和製藥業不太可能對複雜的植物混合物感興趣，因為人們對它們的協同和多價活性知之甚少。他解釋說，他們更喜歡具有明確作用模式的單一治療。他給我們舉了一個阿茲海默症的例子：
“阿茲海默症的悲慘案例就很好地說明了這一點。目前，用於減輕失智症嚴重認知能力下降的第一線治療方法是幾種膽鹼酯酶抑制劑，包括植物來源的生物鹼卡巴拉汀和加蘭他敏。生物鹼本質上是有毒的，在這些治療中，它們的功效有限，必須仔細平衡其高水平的膽鹼能副作用。”( p 257-258 )
David Kennedy 認為，鼠尾草中富含萜烯的萃取物已證明對許多其他潛在有益參數具有協同膽鹼酯酶抑制作用和其他多價作用。它們對於人類食用來說也顯著更安全，沒有明顯的副作用，並且在為阿茲海默症的認知症狀提供有效治療方面更具成本效益。然而，他感嘆我們對複雜的植物萃取物中的許多相互作用了解甚少，而且在很大程度上，關於許多草藥萃取物的功效仍然存在品質較差的證據。
他的總結發言。這一直是我爭論和陳述的事情：
“回答為甚麼植物化學物質調節大腦功能這個簡單的問題需要整合來自不同學科的思想和概念，包括分子生物學和生物化學、植物科學、動物學、昆蟲學、藥理學、醫學、神經科學和心理學。必要地拆除學科「孤島」可能會產生一些有趣的新興協同特性，這些特性超出了回答這個簡單問題的範圍。( p 261 )
“Plants and the Human Brain” 是一本重要的書，相信它將為人們對許多精油的重要作用打開新的理解之門。本書解釋了植物和人類遺傳學的一些相似之處，以及這些相似之處如何影響人類的心理功能。第一次有人試圖回答植物化學物質『為甚麼』而不是『如何』影響人類大腦和行為的問題。植物和人類有大約 3,000 個共同的祖先基因，這些基因存在許多意想不到的相似之處。“例如，植物合成並使用人類大腦中發現的大部分 ‘神經化學物質 neuro-chemicals’ ，有時與類似的受體協同作用，使化學物質能夠傳遞訊息。兩者在細胞內也有相同的通訊過程，這因素尤其可能為我們吃水果和蔬菜後的大腦表現和健康益處提供途徑。“我們與植物的區別並不像我們想像的那麼大，而且我們的大腦在大多數方面都與昆蟲的大腦相同 —— 儘管要復雜得多。”