L'innervazione del cuore e dei vasi dipende dal sistema nervoso autonomo che comprende il sistema simpatico e il sistema parasimpatico. Diverse strutture del sistema nervoso centrale sono coinvolte nel controllo cardiovascolare: la formazione reticolare bulbare, l'ipotalamo e alcune regioni corticali. La corteccia insulare sembra particolarmente coinvolta nel determinismo di manifestazioni cardiovascolari.

Molte patologie del sistema nervoso centrale possono essere accompagnate da alterazioni cardiovascolari come ictus cerebrali, epilessia, malattie degenerative. Possono comparire alterazioni dell'elettrocardiogramma, aritmie cardiache atriali o ventricolari, lesioni cardiache specifiche (miocitolisi), modificazioni della pressione arteriosa o, infine, manifestazioni subcliniche, diagnosticate con esami non invasivi, quali lo studio della variabilità sinusale. La patogenesi di queste manifestazioni cardiovascolari non è stata ancora completamente chiarita. Potrebbe dipendere da uno squilibrio simpatico-vagale che determina una iperattività simpatica. L'asimmetria dell'innervazione cardiaca porta a pensare che le lesioni cerebrali destre siano maggiormente in grado di provocare alterazioni della frequenza cardiaca o aritmie sopraventricolari, e che le lesioni sinistre siano più spesso associate a disturbi della conduzione atrioventricolare o ad aritmie ventricolari. Una maggiore conoscenza di tali ripercussioni cardiache potrebbe permettere di identificare sottogruppi a rischio da tenere sotto controllo o da sottoporre a misure terapeutiche specifiche.