Zabiegi tlenoterapii pomagają w odzyskaniu funkcji neurologicznych u osób po udarze. Dzięki regularnym sesjom poprawia się metabolizm komórkowy i mikrokrążenie.  Zwiększona podaż tlenu wpływa też pozytywnie na proces tworzenia nowych naczyń włosowatych oraz nowych połączeń w komórkach nerwowych. W wyniku regularnych sesji następuje poprawa funkcji poznawczych i ruchowych co potwierdzają badania przeprowadzone przez Efratiego z udzialem 74 pacjentów. Wyniki zamieszczono poniżej.
Dr Shai Efrat z Uniwersytetu w Tel Awiwie wraz z grupą naukowców przeprowadzili badania, koncentrujące się na wykorzystaniu tlenoterapii hiperbarycznej w rehabilitacji po udarze mózgu. Otrzymane wyniki pokazały, że terapia pozwala odwrócić dysfunkcje w ośrodkach mózgowych powstałe po udarze. Uśpione neurony nawet w trzy lata po udarze zaczęły ożywać. 

Podczas prowadzonych w Tel Awiwie badań przeprowadzone zostały porównania fotografii, wykonanych przed rehabilitacją oraz po. Rezultaty okazały się bardzo obiecujące, gdyż już po 2 miesiącach stosowania terapii zaobserwowano wzrost aktywności uśpionych uprzednio neuronów. U osób poddanych rehabilitacji zauważono znaczącą poprawę. Dotknięte chorobą ośrodki mózgowe zaczynały ożywać, powoli ustępował paraliż. Ponadto chorzy odczuwali powrót czucia i następowała poprawa w posługiwaniu się mową.

Kierujący badaniami dr Shai Efrat zauważył, że po udarze mózgu neurony nie umierają, tylko zostają osłabione na tyle silnie, iż nie są w stanie prawidłowo pełnić swojej pierwotnej funkcji, czyli wysyłać impulsów. Ludzki mózg potrzebuje 20% tlenu (pozyskiwanego w czasie oddychania), co pozwala na normalną pracę 5-10% wszystkich neuronów. Rehabilitacja po udarze mózgu wymaga dodatkowych dostaw tlenu. Zabiegi w komorze hiperbarycznej zwiększają około 10-krotnie poziom tlenu w organizmie, dzięki czemu możliwa jest odbudowa i regeneracja połączeń między neuronami oraz stymulowanie uśpionych komórek. Zespół dr Efrata zakwalifikował do badań pacjentów po udarze mózgu, u których nie odnotowano poprawy po konwencjonalnej rehabilitacji.

Zastosowano podwójny system obrazowania:

PECT tomografię emisyjną pojedynczych fotonów — określano aktywność metaboliczną neuronów otaczających uszkodzone neurony,
Tomografię komputerową — identyfikowano ewentualną martwą tkankę.
Grupa 74 pacjentów, u których od incydentu minęło od pół roku do trzech lat, została podzielona. W pierwszej grupie od początku zastosowano rehabilitację z użyciem HBOT, w drugiej — wykorzystano dwumiesięczną terapię, którą rozpoczęto po okresie dwóch miesięcy bez leczenia. Terapia przyjęła postać dwugodzinnych sesji. Czterdzieści zabiegów podzielonych zostało w taki sposób, aby badany w tygodniu odbył pięć sesji.

Z wypowiedzi dr Efrata wynika, że postępy podobne do tych, jakie osiągnęła grupa badanych, mogą pojawić się nawet u pacjentów, u których udar mózgu uśpił ośrodki nawet kilkadziesiąt lat temu. Podważa to dotychczasowe przekonanie o trwałej neuropatyczności. Okazuje się, że uśpione neurony można aktywować nawet wiele lat po incydencie.

Rezultaty naukowców z izraelskiego uniwersytetu zachęcił lekarzy do kontynuowania badań. Obecnie prowadzone jest studium skuteczności HBTO w rehabilitacji pacjentów z urazem czaszkowo-mózgowym (ang.traumatic brain injury). Według dr Efrata tlenoterapia hiperbaryczna może być z powodzeniem stosowana w terapii przeciwstarzeniowej oraz na wczesnych etapach choroby Alzheimera. Postrzegając choroby mózgu w kategoriach nieskutecznego dostarczania energii, tlenoterapia hiperbaryczna może stanowić remedium na te nieprawidłowości. 

Australijski doktor Joe Chal przeprowadził badania na ponad 50 przypadkach udarów, poniżej jego wyniki:

Przedstawię wyniki na podstawie ostatnich 50 pacjentów z udarem (średni wiek 62 lat) w średnim czasie 28 miesięcy od momentu udary do zastosowania tlenoterapii hiperbarycznej przez 45 minut dziennie, 6 dni w tygodniu przez 60 zabiegów, a także fizykoterapia przez 2 godziny i EEG sprawdzanie wydolności do 30 minut dziennie, 5 dni w tygodniu. Fizykoterapeutyczne wyniki i oceny pacjenta ankiety zostały zebrane przed i po programie.

Wyniki ankiety wykazały, że nastąpiła poprawa stanu zdrowia u 95,% pacjentów lub członków ich rodzin uważa, że ​​pacjent doświadczył zdecydowanej poprawy: sprawności motorycznej, wrażliwość na dotyk i temperaturę, kontroli pęcherza moczowego i jelit, pamięci, mowy, wzroku i słuchu . Na zakończenie programu, 16% pacjentów oceniło w rankingu program jako dobry, 42% jako doskonały, a 39% zadeklarowało, że ten program był zdumiewający. Natomiast 1%, ze nijaki a 2% nie miało zdania.

Ocena fizjoterapeuty zawiera zakres ruchu, siłę kończyn, mobilność, łóżko do transferów krzesełkowych i ciała poziomu równowagi. 100% pacjentów wykazało poprawę w jednej lub więcej funkcji. Spośród nich 12% miało łagodny przyrost, 48% otrzymało dobry wynik, a 40% doskonale wzmocniło swoja sprawność ruchowa.

Nie było skutków ubocznych czy nawarstwiania się problemów u żadnego pacjenta w połączeniu terapii w leczeniu przewlekłego udaru mózgu u pacjentów.