Barbituraatit vähentävät aivokudoksen aineenvaihduntaa ja aivoverenkiertoa. Näillä vähennyksillä aivojen verisuonet kapenevat, mikä vähentää aivojen käyttämää tilaa ja siten kallonsisäistä painetta. Toivo on, että turvotuksen lievittyessä paine laskee ja osa tai kaikki aivovauriot voidaan välttää. Useat tutkimukset ovat tukeneet tätä teoriaa osoittamalla alentunutta kuolleisuutta hoidettaessa tulenkestävää kallonsisäistä hypertensiota barbituraattikoomalla.
Noin 60% aivojen käyttämästä glukoosista ja hapesta on tarkoitettu sen sähköiseen aktiivisuuteen ja loput kaikille muut toiminnot, kuten aineenvaihdunta. Kun barbituraatteja annetaan aivovaurioituneille potilaille indusoidun kooman vuoksi, ne vaikuttavat vähentämällä aivojen sähköistä aktiivisuutta, mikä vähentää aineenvaihdunnan ja hapen tarvetta. Barbituraattien infuusioannosnopeutta lisätään valvonnassa elektroenkefalografialla, kunnes purskeen vaimennus tai kortikaalinen sähköinen hiljaisuus (isoelektrinen ”tasainen viiva”) saavutetaan. Kun potilaan yleinen tila on parantunut, barbituraatit poistetaan asteittain ja potilas palaa tajuihinsa.
On kiistelty barbituraattien käytön eduista kallonsisäisen verenpainetaudin hallintaan. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että barbituraatit aiheuttama kooma voi vähentää kallonsisäistä hypertensiota, mutta ei välttämättä estä aivovaurioita.Lisäksi kallonsisäisen verenpainetaudin vähenemistä ei välttämättä voida ylläpitää.Jotkut satunnaistetut tutkimukset eivät ole osoittaneet indusoidun kooman selviytymisen tai sairastavuuden hyötyä erilaisissa olosuhteissa, kuten neurokirurgiset leikkaukset, trauma, kallonsisäinen aneurysman repeämä, kallonsisäinen verenvuoto, iskeeminen aivohalvaus ja status epilepticus. Jos potilas selviää, koomasta toipuminen voi seurata myös kognitiivista heikentymistä.