뇌
척추동물의 두뇌 진화는 대뇌를 포함한 전뇌의 부피증가가 특징적이다. 원시어류의 경우 척추 앞부분에 약간 부풀어오르는 돌기모양의 뇌를 갖는다. 그보다 조금 더 발달한 어류는 원시어류에 비해 약간 큰 1~2g 정도의 돌기를 갖게 되었다. 이 돌기가 고등 동물의 후뇌, 뇌간, 중뇌에 해당된다.
연체동물
순환계는 심장이 커지고, 배출기도 잘 발달되고 소화계에서도 간장이 매우 커졌다. 호흡계도 잘 발달된 두 쌍의 아가미가 생겨 환형동물보다 발달된 체제를 가지게 되었다. 특히 두족류의 경우, 눈은 척추동물과 같이 잘 발달되었고, 신경구가 모두 머리 부분에 모여 연골로 에워싸여 척추동물의 뇌와 비슷한 형태이다.