當歸入藥開始記載於《神農本草經》，用於治療月經問題、腦血管和心血管疾病、認知障礙等。在古代傳統中醫臨床上，當歸可用於治療憂鬱症，具有補血以養肝、活血以通心脈、通便以利腸腑的作用，在臨床應用的頻率上僅次於柴胡、鬱金、菖蒲。治療憂鬱症的方劑中，當歸常作為君藥或臣藥，在古代經典名方有：逍遙散、無憂湯、當歸芍藥散、抑肝散、救肝開鬱湯、補陽還五湯、血府逐瘀湯等。中醫認為憂鬱症是由於情志不舒、氣機鬱滯，逐漸引起肺腑氣機不合，造成五臟氣亂、功能失和而成為「鬱證」，但憂鬱症有虛症、實症之分，故須經由醫師辨症用藥。

憂鬱症與其他精神疾病一樣，也是一種腦部疾病，其病理生理學非常複雜，尚未完全了解。壓力及憂鬱症都會造成「腦部萎縮」，並進而影響認知功能，對腦部造成的傷害，其中最明顯的部位是海馬迴(hippocampus)，其掌管人類的情緒、記憶力、學習能力等。目前西藥「選擇性血清素回收抑制劑」（Selective serotonin reuptake inhibitors , SSRIs）被廣泛用於憂鬱症治療，但藥物產生的副作用及對部分患者並無效，仍是一大問題。

現代研究發現當歸所含的有機酸類、苯酞類、多炔類等成分具有良好的抗憂鬱、神經保護作用，及其對神經傳導物質系統紊亂和氧化壓力等方面具有改善作用。研究發現當歸的藥理作用非常廣泛，主要是作用在血液循環系統、呼吸系統、免疫系統、神經系統等，其中在中樞神經系統之作用引起世界關注，目前研究當歸在神經系統的作用多集中在阿茲海默症、中風、憂鬱症等方面。

有研究利用當歸萃取物處理受誘導的憂鬱大鼠，來改善大鼠的憂鬱症症狀。科學家先採用「慢性不可預測的輕度壓力」(chronic unpredictable mild stress, CUMS)程序，使受試動物連續暴露在一系列不可預測的輕度壓力因子環境中，用來模擬一系列的生活壓力事件，誘導動物出現大量的行為異常症狀及神經生物學之異常現象，而這些症狀與人類憂鬱症患者相似，讓大鼠表現出異常行為，如蔗糖攝取減少、對糖的偏好率降低、在野外活動力降低、在強迫游泳試驗中表現出較少的掙扎和更多的浮動行為，顯現出行為上的絕望。另也檢測在大鼠海馬迴中的腦源性神經營養因子(Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)之表達、ERK和CREB的磷酸化都顯著降低。實驗是以當歸的酒精萃取物，經濃縮後混合於飲水中給大鼠飲用，萃取物經HPLC分析裡面含有五種活性化合物，包括阿魏酸(ferulic acid)、丁基苯酞(butylphthalide)，藁本內酯Z-ligustilide及E-ligustilide和E-丁烯基苯酞(E-butylidenephthalide)。將當歸萃取物餵食大鼠連續三週後，再進行試驗，測試結果顯示大鼠蔗糖攝取增加、對糖的偏好率提升、在野外活動力提高、在強迫游泳試驗中不動的時間有減少，此研究顯示當歸萃取物能激活BDNF信號傳導通路(BDNF-ERK 1/2-CREB)以達到抗憂鬱的作用，而且檢測出海馬迴中的BDNF蛋白的表達、ERK和CREB的磷酸化有增加。

附註：
BDNF：腦源性神經營養因子(Brain-derived neurotrophic factor)廣泛存在於中樞和周圍神經系統，具有神經再生和修復功能，被認為是影響認知表現的可能機轉。
ERK: extracellular regulated protein kinases涉及到調節細胞的多種生理功能。
CREB: cAMP-response element binding protein，存在腦細胞中的分子，作用在於刺激特定基因，製造蛋白質，強化細胞間的連結。

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