Badania paleonurologiczne z zakresu neuroanatomii i filogenezy ewolucyjnej ujawniają obecność szczątkowych cech układu nerwowego u zwierząt kopalnych. Odkrycie fragmentów układu nerwowego w czasach starożytnych stało się podstawą do powstania paleoneurologii.
Paleoewolucja bada metody i wyniki analizy ewolucji w oparciu o liczne znaleziska zwierząt, które żyły na długo przed istnieniem współczesnych ras ludzkich. Ta dziedzina paleontologii jest ściśle związana z antropologią. W przypadku paleoneutrofii stosuje się wiele różnych metod badania takich starożytnych zwierząt. Podstawą są badania mikro i makroskopowe oraz subtelne manipulacje związane z utrwalaniem i konserwacją szczątków. Nawet jeśli po wykopaniu znalezisko pozostaje przez długi czas w warstwach ziemi, można je rozpoznać po budowie kości i mięśni. Pozostałości szpiku kostnego i tkanki układu nerwowego występują w postaci tkanek miękkich, które uległy rozkładowi. To sprawia, że nauka jest trudniejsza. Badania struktur tkanki nerwowej wykonano z wyjątkową jakością dzięki nowoczesnym technologiom. Wykonuje się również analizy histologiczne, które pozwalają ocenić stan tkanki nerwowej. W trudnych przypadkach badania przeprowadza się na pojedynczych komórkach. W tym przypadku stosuje się metodę hodowli komórkowej. Analiza neuronowa jest niezbędna do zbudowania pełnego obrazu struktury tkanki nerwowej starożytnych organizmów. Aby zrozumieć złożone procesy zachodzące w neuronach, potrzebna jest podstawa organiczna. Analizę szczątków tkankowych można przeprowadzić jedynie w laboratorium, wyciśnięcie mózgu ze szczątków kopalnych nie rozwiąże problemu. Dla naukowców ważne jest odtworzenie pełnego obrazu historycznego rozwoju tkanki nerwowej i zrozumienie nie tylko anatomii, ale także cech funkcjonalnych. Tego typu badania pozwalają nam zrozumieć różnice pomiędzy zwierzętami z rozwiniętym i prymitywnym układem nerwowym. Obecność fragmentów kości zwierzęcia determinuje obecność układu nerwowego, ale na podstawie samych tych fragmentów nie da się dokładnie określić rodzaju zwierzęcia. Próbki dostępne do badań znajdują się w zębach, pniach nerwowych i wyrostkach skrzydłowych. Zachowane są także ciała komórek neuroglejowych, co wskazuje na złożoną strukturę układu nerwowego zwierzęcia. Badając zachowane szczegóły tkanki nerwowej, ujawniają się różne formy zakończeń nerwowych, tętnic, innych naczyń krwionośnych i zabezpieczeń. Jednocześnie badacze stają przed problemem mocowania fragmentów, w których tkanka miękka nie jest w pełni zachowana. Jednak takie podejście