Выделяют следующие системные морфофункциональные уровни центральной нервной системы и всего головного мозга: геномный, транскриптомный, протеомный, метаболомный, уровень синапсов, уровень клетки, уровень тканевых микросхем, уровень регионов мозга, уровень коннективности, уровень целого мозга, когнитивный (Human Brain Project, 2012).