Barbituricele reduc rata metabolică a țesutului cerebral, precum și fluxul sanguin cerebral. Cu aceste reduceri, vasele de sânge din creier se îngustează, scăzând spațiul ocupat de creier și, prin urmare, presiunea intracraniană. Speranța este că, odată cu umflarea ameliorată, presiunea scade și unele sau toate leziunile creierului pot fi evitate. Mai multe studii au susținut această teorie, demonstrând o mortalitate redusă atunci când se tratează hipertensiunea intracraniană refractară cu o comă barbiturică.
Aproximativ 60% din glucoza și oxigenul utilizat de creier este destinat activității sale electrice, iar restul pentru toți alte activități precum metabolismul. Atunci când barbituricele sunt administrate pacienților răniți în creier pentru comă indusă, aceștia acționează prin reducerea activității electrice a creierului, ceea ce reduce necesarul metabolic și de oxigen. Rata dozei de perfuzie a barbituricelor este crescută sub monitorizare prin electroencefalografie până la suprimarea exploziei sau tăcerea electrică corticală (izoelectrică „linie plană”). Odată ce se îmbunătățește starea generală a pacientului, barbituricele sunt retrase treptat și pacientul își recapătă cunoștința.
Există controverse asupra beneficiilor utilizării barbituricelor pentru controlul hipertensiunii intracraniene. Unele studii au arătat că barbituricele- coma indusă poate reduce hipertensiunea intracraniană, dar nu previne neapărat afectarea creierului. În plus, reducerea hipertensiunii intracraniene poate să nu fie susținută. Unele studii randomizate nu au reușit să demonstreze niciun beneficiu de supraviețuire sau morbiditate al comăi induse în diverse condiții, cum ar fi operațiile neurochirurgicale, traume, ruptură de anevrism intracranian, hemoragie intracraniană, accident vascular cerebral ischemic și status epilepticus. Dacă pacientul supraviețuiește, deteriorarea cognitivă poate urma și recuperarea din comă.