Mens glykolyse faktisk kan skje anaerobt, anses glykolyse i hjernen for å være strengt aerob. Hjerneceller, spesielt nevroner, har enorme energibehov og er nesten helt avhengig av en konstant tilførsel av glukose for deres primære drivstoff for å utføre viktige nevrotransmisjoner og andre signalprosesser. Denne energitilførselen opprettholdes gjennom oksidativ fosforylering, som er en prosess som skjer i mitokondriene til celler som krever tilstedeværelse av oksygen for å utføres.
I hjernen gjennomgår glukose en kombinasjon av aerob glykolyse, hvor glukose brytes ned i små trinn, og påfølgende mitokondriell respirasjon, hvor de resulterende produktene av glykolyse gjennomgår ytterligere nedbrytning for å produsere en betydelig høyere mengde ATP ved hjelp av oksygen.
Derfor, i motsetning til andre organer som kan stole på anaerob glykolyse for å få energi i fravær av oksygen, kan ikke hjernen bytte til anaerob glykolyse og er derfor sterkt avhengig av konstant oksygentilførsel.