Les comparaisons entre les systèmes nerveux centraux (SNC) des vertébrés et ceux de leurs parents invertébrés chordés, céphalochordés (amphioxus) et tuniciers ont permis de comprendre comment le SNC des vertébrés a évolué. La microanatomie et l’expression génétique indiquent que le système nerveux ancestral des chordés était probablement similaire à celui d’un amphioxus moderne. Cependant, il n’y a pas de consensus sur les origines évolutives du SNC des chordés. La question de savoir si l’ancêtre commun des Ambulacraria (échinodermes et hémichordés) et des chordés avait un SNC avec un cerveau, des cordons nerveux comme ceux des hémichordés ou un réseau nerveux est controversée. Si cet ancêtre avait un SNC longitudinal avec un cerveau, il a été perdu chez les échinodermes, qui ont développé indépendamment les cinq nerfs radiaux. Pour rendre la question encore plus confuse, les hémichordés possèdent les deux cordons nerveux, qui ont peu de neurones et ne possèdent pas de cerveau. Bien que l’expression génétique conservée chez les cnidaires et les bilatériens indique qu’un réseau nerveux est ancestral à un SNC, la question de savoir si le bilatérien ancestral avait un réseau nerveux ou des cordons nerveux avec un cerveau discret reste très débattue.