Rezultati različitih studija na ljudima i životinjama pokazali su da terapijske doze litija mogu poboljšati učenje i memoriju te smanjiti rizik od razvoja demencije, a subterapijske doze mogu imati učinak na kogniciju.

U studiju u Danskoj bilo je uključeno preko 73.000 osoba u dobi od 50-90 godina s dijagnosticiranom demencijom i preko 730.000 osoba u kontrolnoj grupi bez demencije. Procijenjena je izloženost litiju u vodi za piće svakog sudionika s obzirom na mjesto stanovanja od 1986. do 2013. godine.

Izloženosti litiju bila je statistički značajno različita između eksperimentalne i kontrolne grupe. Incidencija demencije bila je značajno niža u osoba koje su bile izložene više od 15 μg/L litija nego u osoba izloženih 2-5 μg/L litija. Slična povezanost pronađena je s Alzheimerovom bolešću i vaskularnom demencijom.

Autori zaključuju da postoji povezanost između veće koncentracije litija u vodi za piće i pojavi demencije, no još uvijek ne mogu isključiti druge faktore koji bi mogli utjecati na ovakav rezultat studije.