การรวมศูนย์ของระบบ ประสาท (Cephalization)เป็นแนวโน้มวิวัฒนาการใน สัตว์ที่มีสมมาตร สองด้านซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปหลายชั่วอายุคนอวัยวะรับสัมผัสพิเศษ และ ปมประสาทจะรวมตัวกันไปทางด้านหน้าของร่างกาย มักทำให้หัวมีขนาดใหญ่ขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้เกี่ยวข้องกับทิศทางการเคลื่อนที่และสมมาตรสองด้าน ของสัตว์ การรวมศูนย์ของระบบประสาทนำไปสู่การสร้างสมองที่มีการรวมศูนย์การทำงานในระดับที่แตกต่างกันใน สัตว์ที่มีสมมาตรสอง ด้าน สามไฟ ลัม ได้แก่สัตว์ขาปล้อง สัตว์จำพวก หอย เซฟาโลพอดและสัตว์มีกระดูกสันหลังยีน Hoxทำหน้าที่ควบคุมลักษณะต่างๆ ของการรวมศูนย์ของระบบประสาท ในสัตว์ที่มีสมมาตรสองด้าน

การเกิดส่วนหัว (Cephalization) เป็นทั้งลักษณะเฉพาะของสัตว์ใดๆ ที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวเป็นประจำ ทำให้มีส่วนหน้า และเป็น แนวโน้ม วิวัฒนาการที่สร้างหัวของสัตว์เหล่านี้ ในทางปฏิบัติ หมายถึงสัตว์ที่มี สมมาตรสองด้าน (Bilaterians ) ซึ่งเป็นกลุ่มใหญ่ที่ประกอบด้วยไฟลัมสัตว์ส่วนใหญ่^{[ 2 ]}สัตว์เหล่านี้มีความสามารถในการเคลื่อนที่โดยใช้กล้ามเนื้อ และมีโครงสร้างร่างกายที่มีส่วนหน้าซึ่งสัมผัสกับสิ่งเร้าก่อนเมื่อสัตว์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า และด้วยเหตุนี้จึงวิวัฒนาการให้มีอวัยวะรับสัมผัสจำนวนมากในร่างกาย สามารถตรวจจับแสง สารเคมี และแรงโน้มถ่วงได้ มักจะมีกลุ่มเซลล์ประสาทที่สามารถประมวลผลข้อมูลจากอวัยวะรับสัมผัสเหล่านี้ ก่อตัวเป็นสมองในไฟลัม บางส่วน และ มีปมประสาท (กลุ่มเซลล์ประสาท) หนึ่งกลุ่มหรือมากกว่า ในไฟลัมอื่นๆ ^{[ 1 ]}

นักปรัชญา Michael Trestman ตั้งข้อสังเกตว่าไฟลัม Bilateria สามไฟลัม ได้แก่ อาร์โทรพอด มอลลัสก์ในรูปทรงของเซฟาโลพอด และคอร์เดต มีลักษณะเด่นคือมี "ร่างกายที่ซับซ้อนและเคลื่อนไหวได้" ซึ่งเป็นสิ่งที่อะโคเอลและหนอนแบนไม่มี สัตว์ดังกล่าวไม่ว่าจะเป็นผู้ล่าหรือเหยื่อจะต้องตระหนักถึงสภาพแวดล้อมเพื่อจับเหยื่อหรือหลบหนีผู้ล่า กลุ่มเหล่านี้เป็นกลุ่มที่มีส่วนหัวมากที่สุด^{[ 3 ] [ 4 ]}อย่างไรก็ตาม กลุ่มเหล่านี้ไม่ได้มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน อันที่จริงแล้ว พวกมันเป็นสาขาที่แยกออกจากกันอย่างกว้างขวางของ Bilateria ดังแสดงในแผนภูมิวิวัฒนาการสายพันธุ์ของพวกมันแยกออกจากกันเมื่อหลายร้อยล้านปีก่อน ไฟลัมอื่นๆ (ที่มีส่วนหัวน้อยกว่า) ถูกละเว้นเพื่อความชัดเจน^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

ในสัตว์ขาปล้อง การพัฒนาของส่วนหัวดำเนินไปพร้อมกับการรวมส่วนของลำตัวเข้ากับบริเวณหัวอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งเป็นประโยชน์เพราะช่วยให้สามารถพัฒนาอวัยวะปากที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการจับและแปรรูปอาหาร แมลงมีการพัฒนาส่วนหัวอย่างมาก สมองของพวกมันประกอบด้วยปมประสาท สามปม ที่เชื่อมติดกับเส้นประสาทส่วนท้องซึ่งมีปมประสาทคู่หนึ่งในแต่ละปล้องของทรวงอกและท้องซึ่งเป็นส่วนของลำตัวที่อยู่ด้านหลังหัว หัวของแมลงเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยหลายปล้องที่เชื่อมติดกันอย่างแข็งแรง และมีทั้งตาแบบง่ายและตาแบบรวม รวมถึง ระยางค์หลายอัน เช่น หนวดรับความรู้สึกและอวัยวะปาก ที่ซับซ้อน (ขากรรไกรบนและขากรรไกรล่าง) ^{[ 8 ]}

เซฟาโลพอดซึ่งรวมถึงปลาหมึกยักษ์ปลาหมึกปลาหมึกกระดองและนอติลัสเป็นหอยที่มีสติปัญญามากที่สุด^{[ 9 ]}พวกมันมีส่วนหัวที่พัฒนาอย่างมาก^{[ 10 ]}พร้อมด้วยประสาทสัมผัสที่พัฒนาอย่างดี รวมถึงดวงตาที่เหมือน 'กล้อง' ขั้นสูงและสมองขนาดใหญ่^{[ 11 ]}

การเกิดส่วนหัวในสัตว์มีกระดูกสันหลังซึ่งเป็นกลุ่มที่รวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนกสัตว์เลื้อยคลาน สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและปลาได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง^{[ 8 ]}ส่วนหัวของสัตว์มีกระดูกสันหลังเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน มีอวัยวะรับสัมผัสที่แตกต่างกันสำหรับการมองเห็น การดมกลิ่น และการได้ยิน^{[ 12 ]}และสมองขนาดใหญ่ที่มีหลายกลีบซึ่งได้รับการปกป้องโดยกะโหลกศีรษะที่ทำจากกระดูกหรือกระดูกอ่อน [ ^{13 ] เซ}ฟาโลคอร์เดตเช่นแลนซ์เล็ต ( แอมฟิออกซัส ) ซึ่งเป็นสัตว์คล้ายปลาขนาดเล็กที่มีการเกิดส่วนหัวน้อยมาก มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับสัตว์มีกระดูกสันหลัง แต่ไม่มีโครงสร้างเหล่านี้^{[ 14 ] [ 15 ]}ในช่วงทศวรรษ 1980 สมมติฐานเกี่ยวกับหัวแบบใหม่ได้เสนอว่าหัวของสัตว์มีกระดูกสันหลังเป็นนวัตกรรมทางวิวัฒนาการที่เกิดจากการเกิดขึ้นของสันประสาทและแผ่น กะโหลก (บริเวณที่หนาขึ้นของ ชั้น เอกโตเดิร์ม ของตัวอ่อน ) ซึ่งส่งผลให้เกิดการสร้างอวัยวะรับสัมผัสทั้งหมดนอกสมอง^{[ 16 ] [ 17 ]}อย่างไรก็ตาม ในปี 2014 พบว่าเนื้อเยื่อตัวอ่อน ชั่วคราวของแลนซ์เล็ตแทบจะแยกไม่ออกจากกระดูกอ่อนที่ได้มาจาก เซลล์ประสาท (ซึ่งกลายเป็นกระดูก ในสัตว์ที่มีขากรรไกร) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของ กะโหลกศีรษะของสัตว์มีกระดูกสันหลังแสดงให้เห็นว่าการคงอยู่ของเนื้อเยื่อนี้และการขยายตัวไปทั่วทั้งศีรษะอาจเป็นเส้นทางวิวัฒนาการที่เป็นไปได้ในการสร้างศีรษะของสัตว์มีกระดูกสันหลัง^{[ 13 ]} สัตว์ มีกระดูกสันหลังขั้นสูงมีสมองที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ^{[ 8 ]}

สัตว์ที่มีสมมาตรสองด้านมีจำนวนยีน Hoxที่ควบคุมการพัฒนาของตัวอ่อน รวมถึงส่วนหน้าของร่างกาย มากกว่าสัตว์ในกลุ่ม Cnidaria ที่มีส่วนหัวน้อยกว่า (มีคลัสเตอร์ Hox สองคลัสเตอร์) และ Acoelomorpha (มีคลัสเตอร์ Hox สามคลัสเตอร์) ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง การเพิ่มจำนวนยีนส่งผลให้เกิดคลัสเตอร์ Hox สี่คลัสเตอร์ ( HoxAถึงHoxD ) ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก ในขณะที่การเพิ่มจำนวนยีนอีกครั้งทำให้ ปลา เทเลออสมีคลัสเตอร์ Hox แปดคลัสเตอร์ ยีนบางส่วนเหล่านี้ ซึ่งรับผิดชอบส่วนหน้า (ด้านหน้า) ของร่างกาย ช่วยสร้างหัวของทั้งสัตว์ขาปล้องและสัตว์มีกระดูกสันหลัง อย่างไรก็ตาม ยีน Hox1-5มีอยู่แล้วในบรรพบุรุษของสัตว์ขาปล้องและสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ไม่มีโครงสร้างหัวที่ซับซ้อน ดังนั้น ยีน Hox จึงน่าจะถูกนำมาใช้เพื่อช่วยในการสร้างหัวของกลุ่มสัตว์ที่มีสมมาตรสองด้านทั้งสองกลุ่มนี้โดยอิสระ ในกรณีของวิวัฒนาการแบบลู่เข้าส่งผลให้เกิดเครือข่ายยีนที่ คล้ายคลึงกัน ^{[ 18 ]}

อะโคเอลาเป็นสัตว์สองข้างพื้นฐาน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของซีนาโคเอโลมอร์ฟาพวกมันเป็นสัตว์ขนาดเล็กและเรียบง่ายที่มีลำตัวแบน พวกมันมีเซลล์ประสาทที่ส่วนหัวมากกว่าส่วนอื่นเล็กน้อย โดยไม่ก่อให้เกิดสมองที่ชัดเจนและกะทัดรัด นี่แสดงถึงระยะเริ่มต้นของการเกิดศีรษะ^{[ 8 ]}

นอกจากนี้ ในกลุ่มสัตว์สมมาตรสองด้าน พลาทีเฮลมินเทส (หนอนแบน) ยังมีระบบประสาทที่ซับซ้อนกว่าอะโคเอลา และมีส่วนหัวที่เบาบาง เช่น มีจุดตาอยู่เหนือสมอง ใกล้กับส่วนหน้า^{[ 8 ]}

ในบรรดาสัตว์ที่ไม่มีสมมาตรแบบทวิภาคCnidariaเช่นHydrozoa ที่มีสมมาตรแบบรัศมี (ทรงกระบอกโดยประมาณ) แสดงให้เห็นถึงการรวมตัวของส่วนหัวในระดับหนึ่งAnthomedusaeมีส่วนหัวที่มีปากเซลล์รับแสงและการรวมตัวของเซลล์ประสาท^{[ 19 ]}

• การสร้างอวัยวะ
• วิวัฒนาการทางสายพันธุ์