从2013年底到2016年初，一股比平均温度高出3摄氏度的巨大暖水团脉冲式地穿过了北太平洋。这是有记录以来最大、最长、最强烈的海洋热浪之一，覆盖面积达100万平方英里，在海面温度图上呈现为红色的阿米巴状。科学家称之为“The Blob”。
2016年8月，在西雅图附近一座岛屿海岸监测的志愿者发现了他们一直寻找且担忧已久的东西：一只欧洲绿蟹（Carcinus maenas），这是全球海洋中最臭名昭著的入侵物种之一。尽管它已从其原产地欧洲和北非扩散到六大洲的海岸，但这是该蟹首次在普吉特海湾被发现，生态学家认为“The Blob”促成了其入侵。
伊利诺伊州立大学神经生理学教授Wolfgang Stein及其同事发现，在实验室培养皿中，绿蟹消化系统神经元的节律在高温下比某些其他蟹类更稳定，这表明神经系统的稳健性可能是绿蟹在野外胜过本地蟹的部分原因。Stein表示，动物生理学的许多方面都有助于温度耐受性，生存不能归结为任何单一因素，但“神经系统是动物扩张的主要驱动因素之一”。
Stein是一个规模不大但不断壮大的神经科学家群体的一员，他们正在研究环境温度升高对甲壳类、鸟类、鱼类和其他动物群体的影响。加州大学圣迭戈分校海洋生物学教授Martín Tresguerres指出，虽然这有助于建立不同物种的“关键质量”信息，但不可能“研究每一个物种”。该领域要取得进展，需要“更有引导”的研究和“更多的整合”。
2021年发表的一篇论文被广泛视为气候神经科学的里程碑式出版物。它提醒研究人员注意“一种我们未必考虑过的全新数据形式”，Kavli基金会神经科学项目副项目官员Angie Michaiel说。
更高的水温影响的不仅仅是螃蟹。麻省理工学院生物学助理教授Brady Weissbourd研究一种小型水母（Clytia hemispherica）的简单神经网络，这种水母直径可达1厘米，原产于地中海。他捕捉到了神经活动的高分辨率记录，识别出影响300微米长幼虫决定定居并长成水螅体的神经元，同时也在观察水温变化以及气候变化相关的溶解氧和pH值变化如何改变其功能。
研究人员也在研究其他物种。当斑马鱼（Danio rerio）暴露在过热环境中时，它们会表现出看起来“像大脑功能障碍症状”的行为，哥本哈根大学神经科学副教授Florence Kermen说。她注意到“鱼会开始失去平衡”，“在游动时变得非常困惑，然后肚皮朝上”。她与团队合作发现，就在水温达到临界肚皮朝上温度后，一波“扩散性去极化”会传播到斑马鱼的大脑，神经元和胶质细胞的膜电位降至零。该团队于2022年报告了这些结果。
在海洋之外，印第安纳大学伯明顿分校生物学教授Kimberly Rosvall发现，印第安纳州的树燕（Tachycineta bicolor）大脑中的热休克蛋白水平高于阿拉斯加凉爽气候中的同类。然而，暴露于实验性“热浪”中的印第安纳雏鸟大脑中并未显示出热休克蛋白水平升高——只有血液中升高。更奇怪的是，它们存活到成年的几率高于未暴露的鸟。Rosvall和她的团队怀疑这一发现是否只是偶然，但事实并非如此：“那个实验我们现在已经做了好几次，我们不断发现相同的结果，”她说。
Tresguerres领导着艾伦变化环境神经生物学发现中心，该中心汇集了20多位科学家，研究温度、pH值和溶解氧变化对四种在进化树上分布广泛的物种神经系统的影响。这个多学科团队正在研究鹿角珊瑚（Acropora cervicornis）、舟螺（Crepidula fornicata）、彩绘海胆（Lytechinus pictus）和三刺鱼（Gasterosteus aculeatus），“从基因到细胞到行为再到种群基因组学”。
Tresguerres说：“我们挑选的这四种具有战略意义。”每一种都是生态学上重要的物种，但它们代表了不同复杂程度的神经系统。也许最重要的是，神经科学工具和技术在这四种物种上的应用已经在进行中。其愿景是奠定其他研究人员可以轻松适应的工具和方法基础，以扩大气候神经科学的范围。
Tresguerres预计，来自一个物种（舟螺）的见解可能有助于缩小关于相关物种（蛤蜊和贻贝）如何应对环境变化的假设。比较具有更多（鱼类）和更少（海胆）调节内部环境能力的动物也可能产生见解。三刺鱼种群之间的比较也可能如此，这些种群从加利福尼亚到阿拉斯加，预计已遗传适应不同的气候区域。
这项工作在主题上与Rosvall的新研究一致。她和一组合作者正在对约10种鸣禽进行巢箱热浪实验，其中一些在变暖的世界中茁壮成长，另一些则在减少。该团队认为，调查多种相关物种大脑中不同细胞类型的基因表达，将使他们能够理解进化如何构建能够应对热量的大脑。“它们的大脑是否就是镇定自若的？”Rosvall谈到树燕时说。或者只是比数量减少的物种更好地恢复？
更全面的研究需要“共享框架”的支持，允许实验室跨物种和环境比较结果，Stein说——这是一项巨大的努力，但它可以将遗传发现与行为和生存联系起来，这将推动该领域“从一组有趣的观察”走向“更具预测性的东西”。
然后应该会有更广泛的启示。“如果我们能够说出哪些系统将具有弹性，哪些将在特定环境条件下失败或表现不同，”Stein说，这不仅与神经科学相关，也与生态学和保护相关。“这不是单个实验室能做的事情，”他说。