Las conexiones biológicas entre el sistema inmunológico y el sistema nervioso central existen en varios niveles.

Se ha encontrado también que las hormonas y otras substancias químicas como los neuropéptidos, los cuales comunican mensajes entre las células nerviosas, "hablan" con las células del sistema inmunológico-y algunas células inmunes hasta fabrican neuropéptidos típicos. Además, se ha encontrado que las redes de fibras nerviosas se conectan directamente con los órganos linfoides.

La idea que está emergiendo es de sistemas sumamente entrelazados que facilitan un flujo de información en dos direcciones. Se ha sugerido que las células inmunes pueden funcionar con una capacidad sensorial, detectando la llegada de invasores extraños y transmitiendo señales químicas para alertar al cerebro. El cerebro, por su parte, puede enviar señales que guían el tráfico de células a través de los órganos linfoides.