在延髓以上的腦干部分以及大腦和小腦中，也都存在與心血管活動有關的神經元。它們在心血管活動調節中所起的作用較延髓心血管中樞更加高級，特別是表現為對心血管活動和機體其它功能之間的復雜的整合。例如下丘腦是一個非常重要的整合部位，在體溫調節、攝食、水平衡以及發怒、恐懼等情緒反應的整合中，都起著重要的作用。這些反應都包含有相應的心血管活動的變化。在動物實驗中可以看到，電刺激下丘腦的一些區域，可以引起軀體肌肉以及心血管、呼吸和其它內臟活動的復雜的變化。這些變化往往是通過精細整合的，在生理功能上往往是相互協調的。例如電刺激下丘腦的“防御反應區”，可立即引起動物的警覺狀態，骨骼肌肌緊張加強，表現出準備防御的姿勢等行為反應，同時出現一系列心血管活動的改變，主要是心率加快，心搏加強，心輸出量增加，皮膚和內臟血管收縮，骨骼肌血管舒張，血壓稍有升高。這些心血管反應顯然是與當時機體所處的狀態相協調的，主要是使骨骼肌有充足的血液供應，以適應防御、搏斗或逃跑等行為的需要。

　　大腦的一些部位，特別是邊緣系統的結構，如顳極、額葉的眶面、扣帶回的前部、杏仁、隔、海馬等，能影響下丘腦和腦干其它部位的心血管神經元的活動，并和機體各種行為的改變相協調。大腦新皮層的運動區興奮時，除引起相應的骨骼肌收縮外，還能引起該骨骼肌的血管舒張。刺激小腦的一些部位也可引起心血管活動的反應。例如刺激小腦頂核可引起血壓升高，心率加快。頂核的這種效應可能與姿勢和體位改變時伴隨的心血管活動變化有關。