人為因素導致的氣候變化令地球溫度急升，降雨量和季節驟變，以及海洋酸化。許多物種正面臨生存環境的劇變，甚至影響其大腦和神經系統。美國卓克索大學（Drexel University）生物學家及神經科學家 Sean O’Donnell，試圖找出氣候變化如何影響物種的神經系統結構和功能，以及牠們在適應環境時的可能反應。
溫度變化干擾感官
神經系統的主要功能涉及感知、心智發展和行為指揮等，有助物種在不同環境中生存和繁殖。地球溫度急升破壞了生態系統平衡，影響環環緊扣，從吸收陽光而產生能量的植物，到草食動物和肉食動物，從而可能將改變牠們的視覺、味覺、嗅覺和觸覺。
例如哺乳動物，主要是由神經系統中的特殊蛋白質分子來感知溫度，有助牠們選擇棲息地及應對溫度變化。氣候變化干擾了此一重要線索，影響牠們尋找棲息地、食物和進行交配。而對於依賴溫度梯度（即溫度隨陸地高度、水域或土壤深度變化而出現的階梯式遞增或遞減現象）作定向的蚊子，在傳播寄生蟲和病原體時，或會因此而改變尋找宿主的地點和時間，令疾病傳播出現變化。
氣候變化還會影響動物用來溝通或擊退競爭者的化學信號，這些化合物對溫度極為敏感，影響過程可能尤其複雜。另外，隨季節而變化的日光，幾乎指揮了所有物種的生長與作息；當日照長短出現變化時，將影響植物開花結果，或動物冬眠與遷徙的時間。
成長環境溫度影響大腦發育
溫度上升可能會干擾動物大腦的發育和功能，降低適應新環境的能力。目前已有研究探討極端溫度如何改變特定神經元的基因和結構水平。其中一項研究發現，豹紋壁虎的大腦基因會受發育時期環境中的溫度影響。另有研究顯示，成年蜜蜂的行為和表現，與蛹期時所經歷的溫度有關；在攝氏 34.5 度恆溫下所飼養的蜜蜂，成年後其大腦不同區域內的突觸複合物數量最高，這些突觸組織負責接收各種感官信號，而當溫度上升或下降攝氏 1 度時，其數目便顯著下降。
另外，海洋酸化等由氣候引起的水質變化，可能會影響珊瑚礁魚類和鯊魚追蹤氣味，以及其他海洋生物的認知表現和感知能力。
物種行為改變，面臨新環境衝擊
動物為應對氣候逆境，可能會遷離原本所依賴的微生態系統，或移至其他地理環境，並改變每日或不同季節的活動時間，而曝露於新的環境刺激中。例如因為海洋升溫，魚類會轉移到較冷、較深的水域，這些水域的光強度和顏色，與其視覺系統所習慣的截然不同。此外，不同的物種，改變行為的方式各異，而新的棲息地、作息時間與出沒季節，將為牠們在尋找食物、應付掠食者及病原體時，帶來新挑戰。
逆境促使大腦演化
動物的大腦能因應環境與經驗而發展出不同技能，甚至在成年階段仍具有相當程度的靈活性。然而，有研究在不同物種中均發現，環境會對大腦演化產生強烈影響。氣候變化將促使神經系統演化，其中某些部分可能受到基因限制，其他部分則更具彈性，有助適應新的環境。在物競天擇之下，將有利於能發展出新感官或認知能力的物種。總的來說，了解動物神經系統如何適應氣候變化，將有助預測氣候變化對所有物種的影響。
