Il G-CSF può anche agire sulle cellule neuronali come fattore neurotrofico. In effetti, il suo recettore è espresso dai neuroni nel cervello e nel midollo spinale. L'azione del G-CSF nel sistema nervoso centrale è quella di indurre la neurogenesi, aumentare la neuroplasticità e contrastare l'apoptosi. Queste proprietà sono attualmente in fase di studio per lo sviluppo di trattamenti di malattie neurologiche come l'ischemia cerebrale.