Řada neurologických onemocnění je doprovázena autoimunitní patofyziologií, což ztěžuje léčbu klasickými postupy. Je prokázáno, že terapeutická aferéza představuje cennou a významnou možnost léčby neurologických onemocnění, např. Guillainův-Barrého syndromu, myasthenia gravis a dalších postižení periferního nervového systému. Sílí i zájem o pokrok dosažený použitím mimotělního oběhu při léčbě idiopatické encefalitidy a podskupiny pacientů s roztroušenou sklerózou. Kromě toho se začal rozvíjet i nový směr zaměřený na hodnocení možností terapeutické aferézy při zlepšování kognitivních funkcí pacientů s vaskulární demencí.