国外很多研究证明音乐治疗可以显著改善阿尔茨海默病(AD)患者的记忆力。人的记忆按内容可以大致分为陈述性记忆(外显记忆)和非陈述性记忆(内隐记忆)两大类。外显记忆(包括情景记忆和语义记忆)的神经回路在边缘系统，而非陈述性记忆(程序记忆)的神经回路是以基底节区为主要环节。AD患者大脑受损的部位最早是内侧颞叶，所以AD患者早期的症状是情景记忆下降，而非陈述性记忆相对保留。音乐记忆属于非陈述记忆，这就是为什么AD患者在其它认知功能已经显著退化的情况下，却通常还保留着对音乐的反应能力。很多患有AD的音乐家虽已经叫不出乐曲的名字也不能识谱，但是仍然能够弹奏乐曲。中重度AD患者虽然口语交流困难却仍能流利地唱老歌。很多研究证明播放患者熟悉的老歌能有效增强患者的记忆力水平。还有研究表明，AD患者记忆带有旋律的歌词的效果可能优于单纯记忆诗词的效果，说明伴随音乐旋律的信息较单纯的内容更加容易存贮和识别。尤其是在皮层和海马显著萎缩的AD患者，音乐刺激可以激活更广泛的神经网络，包括皮层下的某些结构。AD患者这些区域的受损较内侧颞叶轻，音乐治疗时AD患者能够利用这些区域来辅助记忆从而达到比单纯词句训练更好的效果。

另外，音乐治疗的过程中治疗师和患者之间的互动和交流也有利于改善患者的焦虑、抑郁、失眠和其它行为问题。这种现象可能归因于舒缓的音乐使褪黑素分泌水平的提高，使患者能够精神放松，情绪归于平静。目前音乐治疗在国外已经逐渐成为一门独立和成熟的学科，在痴呆患者的治疗方面发挥着独特的作用。我国在这方面的探索也已经开始。