高天明教授致力于神经保护及抗抑郁研究，他提出了抑郁症发病的“胶质细胞”新学说，为抑郁症治疗提供了新手段和新药靶。高天明在国内外首次发现，抑郁症发病的新机制是胶质细胞ATP（三磷酸腺苷）释放减少，且阐明ATP这个基本生命物质具有快速抗抑郁作用，这一发现为抗抑郁治疗提供新手段。

既有研究表明，限制能量摄入可以有效改善动物抑郁，其背后的原因却不得而知。高天明团队在研究中发现，限制能量摄入和ATP释放增加紧密相关。“我们测量的ATP不是细胞里面的ATP，而是细胞释放出来的ATP。”高天明介绍，就像人之间相互交流一样，脑袋里面的细胞也通过信号分子传递信息。团队在研究中发现，动物“节食”后所释放的ATP含量增加，当通过基因敲除让胶质细胞不释放ATP，或通过注射降解酶将ATP降解，“节食”产生的抗抑郁效果也随之消失。