Des études paléonurologiques dans le domaine de la neuroanatomie et de la phylogénie évolutive révèlent la présence de caractéristiques résiduelles du système nerveux chez les animaux fossiles. La découverte de fragments du système nerveux dans l'Antiquité est devenue la base de la création de la paléoneurologie.
La paléo-évolution étudie les méthodes et les résultats de l'analyse de l'évolution basée sur les nombreuses découvertes d'animaux qui ont vécu bien avant l'existence des races humaines modernes. Ce domaine de la paléontologie est étroitement lié à l'anthropologie. Pour la paléoeutrophie, de nombreuses méthodes différentes sont utilisées pour étudier ces animaux anciens. La base est constituée d'examens micro et macroscopiques, ainsi que de manipulations subtiles liées à la fixation et à la préservation des restes. Même si après les fouilles, la découverte reste longtemps dans les couches terrestres, elle peut être reconnue par la structure des os et des muscles. Les restes de moelle osseuse et de tissus du système nerveux se présentent sous la forme de tissus mous ayant subi une décomposition. Cela rend l’apprentissage plus difficile. L'étude des structures du tissu nerveux a été réalisée avec une qualité exceptionnelle grâce aux technologies modernes. Des analyses histologiques sont également réalisées, ce qui permet d'évaluer l'état du tissu nerveux. Dans les cas difficiles, des études sont réalisées sur des cellules individuelles. Dans ce cas, une méthode de culture cellulaire est utilisée. L'analyse neuronale est nécessaire pour dresser un tableau complet de la structure du tissu nerveux des organismes anciens. Une base organique est nécessaire pour comprendre les processus complexes à l’intérieur des neurones. L'analyse des restes tissulaires ne peut être effectuée qu'en laboratoire : extraire le cerveau des restes fossiles ne résoudra pas le problème. Il est important que les scientifiques recréent une image complète du développement historique du tissu nerveux et comprennent non seulement l'anatomie, mais également les caractéristiques fonctionnelles. Ce type de recherche permet de comprendre les différences entre les animaux dotés d'un système nerveux développé et primitif. La présence de fragments d'os d'un animal détermine la présence d'un système nerveux, mais à partir de ces fragments seuls, il est impossible de déterminer avec précision le type d'animal. Les échantillons disponibles pour l'étude se trouvent dans les dents, les troncs nerveux et les processus ptérygoïdiens. Les corps des cellules névrogliales sont également préservés, indiquant la structure complexe du système nerveux de l'animal. Lors de l'étude des détails préservés du tissu nerveux, différentes formes de terminaisons nerveuses, d'artères, d'autres vaisseaux sanguins et collatéraux sont révélées. Dans le même temps, les chercheurs sont confrontés au problème de la fixation de fragments là où les tissus mous ne sont pas complètement préservés. Cependant, cette approche