В сравнительной анатомии мозгом называют наиболее крупное скопление нервной ткани, возникающее при высокой централизации нервной системы. Такой мозг в норме один у каждого организма. Однако у некоторых беспозвоночных наряду с основным мозгом есть сопоставимые по размеру нервные узлы (ганглии), обладающие определенной автономией.
Так, иногда пишут, что у осьминога девять мозгов. На самом деле у него один мозг и восемь крупных щупальцевых ганглиев размером до четверти объема мозга каждый. Они позволяют щупальцам совершать некоторые действия независимо друг от друга. У членистоногих (пауков и многих насекомых) большую роль играет подглоточный ганглий, также сравнимый по размерам с головным мозгом.
У крупного динозавра диплодока спинномозговой канал в крестцовых позвонках расширялся, и там было в несколько раз больше нервной ткани, чем внутри черепа. Однако это не второй мозг, а лишь часть спинного мозга, управлявшая задними лапами и хвостом. Настоящие организмы с двумя мозгами возникают лишь как редкие аномалии эмбрионального развития. Например, двухголовые змеи и черепахи в целом жизнеспособны, но испытывают проблемы при принятии решений и управлении движениями.