蚯蚓为典型的索式神经。中枢神经系统有位于第3体节背侧的一对咽上神经书（脑）及位于第3和第4体节间腹侧的咽下神经节，二者以围咽神经相连。自咽下神经节伸向体后的一条腹神经索，于每节内有一神经节）。外围神经系统有由咽上神经节前侧发出的8一10对神经，分布到口前叶、口腔等处；咽下神经节分出神经至体前端几个体节的体壁上。腹神经索的每个神经节均发出3对神经分布在体壁和各器官、由咽上神经节伸出神经至消化管称为交感神经系统（sympathetic nerve system）。
外周神经系统的每条神经都含有感觉纤维和运动纤维，有传导和反应机能。感觉神经细胞，能将上皮接受的刺激传递到腹神经素的调节神经元（adjustor neuron）,再将冲动传导至运动神经细胞，经神经纤维连于肌肉等反应器，引起反应，这是简单的反射弧。腹神经索中的3条巨纤维（giant fiber），贯穿全索，传递冲动的速度极快，故蚯蚓受到刺激反应迅速。
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