В области сравнительной анатомии под мозгом понимается наиболее крупное скопление нервной ткани, которое формируется при высокой централизации нервной системы. Обычно у каждого организма имеется только один такой мозг.
Тем не менее, у некоторых беспозвоночных, помимо основного мозга, существуют сопоставимые по размеру нервные узлы (ганглии), обладающие определенной автономией. Например, иногда утверждают, что у осьминога имеется девять мозгов. На самом деле у него один мозг и восемь крупных ганглиев в щупальцах, каждый из которых может занимать до четверти объема основного мозга. Эти ганглии позволяют щупальцам выполнять некоторые действия независимо друг от друга.
У членистоногих, таких как пауки и многие насекомые, важную роль играет подглоточный ганглий, который также сопоставим по размерам с головным мозгом. У крупных динозавров, таких как диплодок, спинномозговой канал в крестцовых позвонках расширялся, и в нем содержалось значительно больше нервной ткани, чем в черепе. Однако это не является вторым мозгом, а представляет собой часть спинного мозга, отвечающую за управление задними лапами и хвостом.
Действительно, организмы с двумя мозгами встречаются лишь как редкие аномалии в процессе эмбрионального развития. Например, двухголовые змеи и черепахи могут быть жизнеспособными, но сталкиваются с трудностями в принятии решений и координации движений.