Hệ thần kinh của người cao tuổi thay đổi thất thường

Ở người già trọng lượng của não giảm nhiều. Lưu lượng máu qua não giảm 20% và có nhiều rối loạn trong sự điều hòa. Các tế bào thần kinh - nơron - mất đi nhiều nhưng không đồng đều. 

 Hồi não thái dương trên, mất đi đến nửa nơron. Hồi não thái dương dưới, chỉ mất dưới 10%. Các thùy đỉnh và chẩm cũng mất rất ít. Mất xảy ra chủ yếu đối với các nơron kích thước lớn. Ví dụ trong tiểu não, các tế bào của lưới Purkinje chết trong lúc các nơron khác vẫn còn tồn tại. Trong các vùng dưới võ não, thì locus ceruleus và locus niger (liềm đen) có lẽ mất nhiều hơn cả. Diện mất do sự lão hóa tự nhiên trong nhân đáy Meynert còn đang được bàn cãi, nhưng số lượng tế bào mất do tuổi già không nhiều so với trong bệnh Alzheimer. Vùng hạ đồi, cầu não và hành tủy mất rất ít nơron trong lão hóa tự nhiên. Người ta đã chứng minh được vai trò của "cái chết của tế bào chương trình hóa" (Apoptose) trong sự mất đi của các nơron não.

Nhìn chung, mật độ các đường liên lạc đuôi gai của nơron vỏ não còn lại có giảm sút. Tuy nhiên cũng có thể tại một vài vùng, các đường liên lạc đuôi gai lại tăng lên, rất có thể do sự tái lập không thường xuyên của não, nhằm bù lại những tế bào đã mất. Lipofucsin hình như tích lũy trong một số vùng của não, đặc biệt trong vỏ cá ngựa và thùy trán. Myélin giảm mạnh nhất ở chất trắng vùng vỏ.

Trong quá trình lão hóa các enzym não, thụ thể và dẫn truyền thần kinh cũng có nhiều thay đổi. Về các enzym thì Anhydrase carbonic giảm, Monoamin oxydase tăng, Catéchol O - méthyltrans férase tăng, Cholin O-acétyltráns férase giảm (nhưng ít hơn so với bệnh Alzheimer), Acétylcholinesterase giảm (ít hơn so với Alzheimer) , Acid glutamic décarboxylase giảm. Về các thụ thể thì Dopamin 2 giảm, Muscarin giảm, Sérotomin giảm. Về các chất dẫn truyền thần kinh thì chất P giảm, Somatóstatin không thay đổi, Neurotensin giảm, Polypeptid ruột hoạt động mạch tăng.

Những thay đổi của các chất dẫn truyền thần kinh không có ảnh hưởng gì đến điện sinh, tư duy và tập tính. Trên điện não đồ những thay đổi có liên quan đến tuổi tác thường được biểu hiện dưới dạng tăng các sóng bêta và giảm các sóng delta, théta.
Những nơron vận động của tủy sống phần lớn được duy trì cho đến 60 tuổi. Tuy nhiên các tế bào của sừng trước có thể mất đi nhiều sau đó. Các ngưỡng rung và xúc giác ở ngón tay ngón chân giảm khi tuổi cao và ngưỡng nhiệt ở ngón tay có vẻ lại tăng lên theo tuổi.