Zahlreiche komplexe Regulationsmechanismen beeinflussen die Entwicklung und Funktion des peripheren und zentralen Nervensystems. Unter ihnen gehören Hormone zu den stärksten Regulationsfaktoren. Verschiedene Partikel, die für ihre hormonelle Aktivität bekannt sind, dienen als Neurotransmitter. Darüber hinaus modulieren die systemisch ausgeschütteten Hormone die Funktion des Nervensystems sowohl auf der Ebene des Gehirns als auch in den peripheren Organen. Es hat sich gezeigt, dass die Schilddrüsenfunktion eine entscheidende Rolle bei der korrekten kognitiven Entwicklung, aber auch bei vielen anderen Aspekten der Aktivität des Nervensystems spielt, und zwar durch direkte Interaktion mit intrinsischen Regelkreisen oder indirekt durch systemische Wirkungen, die z. B. auf das Kreislaufsystem oder den Stoffwechsel ausgeübt werden. Aufgrund dieser engen Beziehungen zur Funktion des Nervensystems werden Störungen des Thyreostoffwechsels mit einem breiten Spektrum neurologischer Anzeichen und Symptome in Verbindung gebracht, darunter: Stimmungsschwankungen und kognitive Störungen, Kopfschmerzen, Ophthalmoplegie, Tremor und andere Bewegungsstörungen, Muskelschwäche usw. Sowohl Hyper- als auch Hypothyreose können psychiatrische Symptome wie Depressionen oder Angstzustände, Gedächtnisstörungen, Exekutivitätsstörungen und sogar Psychosen verursachen. Die schwere dekompensierte Hypothyreose kann zu einem Myxödem-Koma führen – einem lebensbedrohlichen Zustand mit sequentiell fortschreitenden enzephalopathischen Symptomen. Die Steroid-responsive Enzephalopathie in Verbindung mit Autoimmunthyreoiditis (SREAAT) ist eine weitere Form der Enzephalopathie, die mit einer Schilddrüsenerkrankung einhergeht und potenziell schwere klinische Komplikationen verursacht. In der Peripherie können die Störungen des Schilddrüsenstoffwechsels die Muskelfunktion beeinträchtigen, was zu subjektiver Müdigkeit und geringer Belastbarkeit und in einigen Fällen (insbesondere bei Hypothyreose) zu objektiven myopathischen Symptomen führt. Auch das periphere Nervensystem kann betroffen sein, vor allem bei Hypothyreose-Patienten, mit einer größeren Tendenz zur Entwicklung einer peripheren Polyneuropathie und von Entrapment-Neuropathien wie Karpaltunnel- oder Guyone-Kanal-Syndromen.