1997年，美国食品和药品监督管理局（FDA）首次批准了大型双盲对照试验。对于那些耐药并且不适合癫痫手术的患者，迷走神经刺激（VNS）已经成为治疗癫痫的一个重要选择。2005年，FDA同样批准了VNS用于抑郁症的治疗。VNS的不良反应可能包括胸痛咳嗽、呼吸困难、感觉异常、恶心、咽喉疼痛和语音改变。手术的并发症，如大量出血、感染和永久声带麻痹较为罕见。迄今为止，世界各地已有超过7万名患者接受了VNS植入治疗。

迷走神经包含有髓鞘的A和B纤维，以及无髓鞘的C纤维。慢性迷走神经刺激似乎主要影响A纤维。传入信号直奔脑干并最终到达边缘系统、网状系统和两个大脑半球的自主中心。

潜在的活动机制，包括去同步的效果，改变了神经递质和神经元代谢，并增加了Fos表达。

神经影像学揭示了迷走神经刺激在小脑、大脑边缘系统和丘脑引起的变化。

除了其局部电化学作用，迷走神经刺激还可能诱导长期的神经调节作用。

然而，VNS确切的抗惊厥和抗抑郁机制尚不明确。

除了FDA批准的适应症，美国神经病学学会循证指南更新推荐VNS“用于小儿癫痫、LGS（Lennox-Gastaut syndrome）相关性癫痫发作和癫痫成人患者心境改善（C级）”。由于VNS影响炎症因子的产生，慢性炎症成为另一个可能的靶点。VNS可调节脑和脊髓内多疼痛相关的结构，用于控制疼痛的研究也在进行。另外，因为迷走神经刺激触发儿茶酚胺的释放，在缓解哮喘发作方面可能有一定作用。其他研究中的用途包括焦虑、渴望、卒中、耳鸣和创伤性脑损伤。最近无创VNS的发展可进一步加快其他应用的研究，它不需要进行电极放置手术或植入发生器。

VNS治疗癫痫和抑郁症的一个设备由Cyberonics公司（休斯顿，德克萨斯州）制造。

2015年1月，美国FDA批准了另一个植入VNS设备，由EnteroMedics公司（圣保罗，明尼苏达州）制造的vBloc®Maestro®系统，作为饥饿抑制剂用来治疗BMI为35～45kg/m2的难治性肥胖患者。它由植入胸腔的充电脉冲发生器，以及连接到位于胃食管交界处正上方迷走神经干的两个电极组成。这种“神经代谢疗法”以低电压、高频率的脉冲间歇阻断迷走神经。推测这种神经刺激可以发送腹胀或饱腹信号给大脑，从而劝阻患者摄入更多食物。

目前为止有超过600名患者已被治愈。副作用包括嗳气、胸痛、胃灼热、疼痛、吞咽困难和手术并发症。

另一款新产品是gammaCore公司（巴斯金山脊，新泽西州）所提供的手持VNS设备，用于预防和急性治疗偏头痛、丛集性头痛、偏头痛持续状态和药物过度使用性头痛。虽然已经在欧洲获得批准，但手持VNS还没有获得FDA的批准。