Sự tiến hóa của thần kinh Động vật có tổ chức thần kinh chỉ bắt đầu từ động vật đa bào, khi cơ thể đã có sự phân hoá về tổ chức cơ thể. Cùng với sự tiến hoá của thế giới động vật, tổ chức thần kinh cũng ngày càng phức tạp và hoàn chỉnh.
a) hệ thần kinh dạng lưới Động vật thuộc ngành Ruột khoang, đời sống hầu như cố định, xuất hiện hệ thần kinh dạng lưới bao gồm các tế bào cảm giác và tế bào thần kinh liên kết với nhau (như các mắt lưới của một chiếc rọ). Các tế bào thần kinh có các nhánh liên hệ với các tế bào biểu mô cơ hoặc các tế bào gai. Khi các tế bào cảm giác bị kích thích sẽ chuyển thành xung thần kinh truyền qua mạng lưới thần kinh đến các tế bào biểu mô cơ hoặc đến các tế bào gai, làm cơ thể co lại để tránh kích thích hoặc phóng gai vào con mồi. Tuy đã xuất hiện tổ chức thần kinh, con vật có phản ứng nhanh kịp thời nhưng chưa thật chính xác, vì khi kích thích ở bất kì điểm nào của cơ thể cũng gây phản ứng toàn thân. Cũng vì vậy mà phản ứng tiêu tốn nhiều năng lượng.
b) hệ thần kinh dạng chuỗi hạch Động vật thuộc các ngành giun, cơ thể đã phân hoá thành đầu – đuôi, lưng - bụng, các tế bào thần kinh tập trung thành dạng chuỗi hạch thần kinh bụng (chuỗi hạch bậc thang) có não ở phía đầu, từ đó phát đia hai chuỗi hạch thần kinh bụng. Cơ thể đã có phản ứng định khu, song vẫn chưa hoàn toàn chính xác, tuy nhiên, mỗi hạch thần kinh là một trung tâm điều khiển hoạt động ở một vùng xác định của cơ thể nên tiết kiệm được năng lượng truyền xung thần kinh. Thân mềm và chân khớp là những động vật không xương sống, có hệ thần kinh tập trung hơn thành dạng thần kinh hạch gồm hạch não, hạch ngực và hạch bụng. Trong đó hạch não đặc biệt phát triển, liên hệ với sự phát triển và phân hoá của các giác quan. Hạch não tiếp nhận kích thích từ các giác quan và điều khiển các hoạt động phức tạp của cơ thể chính xác hơn. Cảm ứng là khả năng cơ thể động vật phản ứng lại các kích thích của môi trường (bên trong và bên ngoài cơ thể) để tồn tại và phát triển. Càng lên cao trên thang tiến hoá, cấu tạo cơ thể sinh vật càng phân hoá, tổ chức thần kinh càng hoàn thiện: từ không có tổ chức thời kì đến có tổ chức thần kinh, bắt đầu là thần kinh dạng lưới rồi hình thành dạng chuỗi hạch thần kinh bụng có hạch não tập trung ở phía đầu liên hệ với các giác quan. Tổ chức thần kinh càng tiến hoá thì phản ứng của cơ thể ngày càng chính xác, đảm bảo cho cơ thể thích nghi cao với những điều kiện của môi trường.
c) hệ thần kinh dạng ống Tất cả các động vật có xương sống đều có hệ thần kinh dạng ống nằm ở phía lưng, có nguồn gốc từ lá phôi ngoài, được phân hoá thành não, tuỷ sống, các dây thần kinh và hạch thần kinh. Não và tuỷ sống thuộc bộ phận thần kinh trung ương được bảo vệ trong hộp sọ và ống xương sống. Liên hệ với não và tuỷ sống là các cơ quan thụ cảm (các giác quan và nội thụ quan) và cơ quan phản ứng (cơ, tuyến…) nhờ các dây thần kinh não và dây thần kinh tuỷ thuộc bộ phận thần kinh ngoại biên. Căn cứ vào chức năng của hệ thần kinh có thể phân hệ thần kinh thành hệ thần kinh vận động (hệ thần kinh cơ xương) và hệ thần kinh sinh dưỡng. - Hệ thần kinh vận động điều khiển hoạt động của các cơ vân trong hệ vận động, đó là những hoạt động có ý thức (theo ý muốn). - Hệ thần kinh sinh dưỡng điều khiển và điều hoà hoạt động của các nội quan (cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản), đó là những hoạt động tự động, không theo ý muốn. Hệ thần kinh sinh dưỡng bao gồm: bộ phận thần kinh giao cảm và bộ phận thần kinh đối giao cảm. Hai bộ phận này hoạt động đối lập nhau, giúp điều hoà hoạt động của các nội quan, đáp ứng nhu cầu của cơ thể, đồng thời giữ thăng bằng cho hoạt động của các cơ quan này. Ví dụ: khi huyết áp tăng cao sẽ kích thích trung khu điều hoà tim mạch trong hành tuỷ, xung thần kinh sẽ theo dây đối giao cảm đến làm tim đập chậm và yếu. Ngược lại, khi huyết áp hạ, hay khi nồng độ
trong máu tăng (
tăng) xung thần kinh sẽ theo dây giao cảm đến làm tim đập nhanh và mạnh để tăng huyết áp, thải nhanh
ra khỏi cơ thể