หมวดหมู่นี้รวมถึงทาร์ดิเกรดสัตว์ขาปล้องมอ ล ลัสกาและเวิร์มหลายชนิด ความหลากหลายของแผนร่างกายที่ไม่มีกระดูกสันหลังนั้นสอดคล้องกับความหลากหลายในโครงสร้างสมองที่เท่าเทียมกัน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังสองกลุ่มมีสมองที่ซับซ้อนอย่างเห็นได้ชัด : สัตว์ขาปล้อง (แมลงกุ้ง แมงและอื่น ๆ) และปลาหมึก (ปลาหมึกปลาหมึกและหอยที่คล้ายกัน) สมองของสัตว์ขาปล้องและปลาหมึกเกิดจากเส้นประสาทคู่ขนานที่ขยายไปทั่วร่างกายของสัตว์ สัตว์ขาปล้องมี สมอง ส่วนกลางปมประสาทเหนือหลอดอาหารโดยมีสามส่วนและก้อนแสง ขนาดใหญ่ ด้านหลังตาแต่ละข้างสำหรับการประมวลผลภาพ ปลาหมึก เช่น ปลาหมึกยักษ์และปลาหมึกมีสมองที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์มีกระดูกสันหลังกลุ่มแรกปรากฏขึ้นเมื่อ 500 ล้านปีก่อน ( มายา ) ในช่วงยุคแคมเบรียนและอาจมีรูปร่าง คล้ายกับ ปลาแฮกฟิช ในปัจจุบัน ปลาขากรรไกรปรากฏโดย 445 Mya สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ 350 Mya สัตว์เลื้อยคลาน 310 Mya และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 200 Mya (โดยประมาณ) แต่ละสปีชีส์มีประวัติวิวัฒนาการ ที่ยาวนานพอๆ กัน แต่สมองของปลาแฮกฟิช ปลาแลมเพรย์และปลาฉลาม สมัยใหม่สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก สัตว์เลื้อยคลาน และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแสดงการไล่ระดับของขนาดและความซับซ้อนที่เป็นไปตามลำดับวิวัฒนาการอย่างคร่าว ๆ สมองทั้งหมดเหล่านี้มีส่วนประกอบทางกายวิภาคพื้นฐานชุดเดียวกัน แต่ส่วนมากเป็นพื้นฐานในปลาแฮกฟิช ในขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ส่วนประกอบหลัก (เทเลนเซฟาลอน) จะละเอียดและขยายออกไปอย่างมาก