รูปแบบการเกิดการตอบสนองต่อสิ่งเร้าของสิ่งมีชีวิตจะมีลักษณะคล้าย ๆ กัน คือ
สิ่งเร้า > หน่วยรับความรู้สึก > เซลล์ประสาทรับความรู้สึก > หน่วยแปลความรู้สึก > เซลล์ประสาทสั่งการ > หน่วยปฏิบัติงาน > การตอบสนอง
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีรูปแบบการทำงาน เพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าแตกต่างกัน สัตว์ที่มีวิวัฒนาการมากกว่า จะมีระบบประสาทที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้น ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวบางชนิด การตอบสนองต่อสิ่งเร้าไม่ได้อาศัยเซลล์ประสาท แต่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ระบบประสาทถูกพัฒนาขึ้นอย่างซับซ้อน มีการทำงานของเซลล์ ประสาทหลายล้านเซลล์ช่วยกันทำงาน
การตอบสนองของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว
อะมีบา (Amoeba) มีเซลล์ประสาทตอบสนองต่อสิ่งเร้าประเภทอาหารและแสง
อะมีบา
โครงสร้างของอะมีบา
พารามีเซียม (Paramecium) โปรติสต์ที่ไม่มีเซลล์ประสาท ซีเลียมีเส้นใยประสานงาน (co-ordinating fiber) ที่สามารถรับรู้และตอบสนองต่อสิ่งเร้าได้ เคลื่อนที่เข้าหาหรือหนีแสงสว่าง อุณหภูมิหรือสารเคมีได้
ยูกลีนา (Euglena) โปรติสต์ไม่มีเซลล์ประสาท ตัวมี Eyespot ไว้รับแสง ซึ่งเป็นเซลล์ที่ไวต่อความเข้มและทิศทางของแสง แต่ยังรับภาพไม่ได้
การตอบสนองของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง)
ฟองน้ำ (Spongy) ไม่มีระบบประสาท ไม่มี Nerve cell หรือ Sensory cell การรับรู้ของฟองน้ำจะขึ้นอยู่กับการทำงานของแต่ละเซลล์ แต่ไม่มีการทำงานระหว่างเซลล์ โดยมันจะตอบสนองต่อแรงกดและแรงสัมผัส
ไฮดรา (Hydra) มีเซลล์ประสาทแทรก กระจายอยู่ระหว่างเยื่อสองชั้นโดยสานกัน เป็นร่างแห เรียกว่า ร่างแหประสาท (Nerve net) สามารถนำกระแสประสาทได้ทุกทิศทาง และเคลื่อนที่ได้ค่อนข้างช้ากว่าการเคลื่อนที่ของเซลล์ประสาทชั้นสูง และกระแสประสาทที่กระจายออกไปมีทิศทางไม่แน่นอน
พลานาเรีย (Planaria) มีพัฒนาการของ ระบบประสาทมากขึ้น ตัวเซลล์ประสาท มีการรวมกลุ่มอยู่ทางด้านหัว เรียกว่า ปมประสาท (cerebral ganglia) ทำหน้าที่เป็นสมองและมีเส้นประสาทด้านท้อง (ventral nerve cord) สองเส้นยาวขนานไป กับลำตัว ตั้งแต่ส่วนของกลุ่มเซลล์ประสาท ไปจนสุดตัว โดยระหว่างเส้นประสาท ทั้งสองนี้จะมีเส้นประสาทตามขวาง (transverse nerve) เชื่อมต่ออยู่ ทำให้ระบบประสาทส่วนกลางของพลานาเรีย มีลักษณะคล้ายขั้นบันได (ladder type)
ไส้เดือนดิน (Earth worm) ระบบประสาทประกอบด้วยปมประสาทที่มีขนาดใหญ่ ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของระบบประสาท รวมทั้งมีปมประสาทอยูในแต่ละปล้องของลำตัว และมีเส้นประสาททางด้านท้อง (ventral nerve cord) 2 เส้น เชื่อมติดกันทอดยาว ตลอดลำตัว นอกจากนี้ยังมีแขนงประสาทแยกออกไปตามผนังลำตัว
หมึก ระบบประสาทเจริญดีมาก มีปมประสาทที่ส่วนหัวเป็นสมอง โอบรอบหลอดอาหาร มีปมประสาทและเส้นประสาท ออกไปตามจุดต่าง ๆ ของร่างกาย
ดาวทะเล ไม่มีสมองและปมประสาท แต่มีระบบประสาทวงแหวน (nerve Ring) ล้อมรอบปากและมีเส้นประสาทรัศมี (radial Nerve) แยกออกไปตามแฉก
การตอบสนองของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (สัตว์มีกระดูกสันหลัง)
