No hay pruebas suficientes que apoyen la efectividad de la melatonina para el tratamiento del deterioro cognitivo.
Existen numerosos estudios que sugieren una relación entre la disminución de la función de melatonina y los síntomas de la demencia. En tres ensayos aleatorios controlados con placebo, diseñados para evaluar la melatonina para los trastornos del sueño asociados con la demencia no se encontraron pruebas de la eficacia para la función cognitiva, y en un único ensayo pequeño se identificaron pruebas de que podría haber algún beneficio para los problemas conductuales.