12%的急性心肌梗死可诱发脑血管病及脑血液循环障碍等神经系统并发症。其病理生理改变和发病机制如下：
（1）急性心肌梗死时交感神经兴奋、精神紧张、情绪不稳定和剧烈疼痛等可导致高级神经活动障碍。
（2）心肌梗死时，心每搏输出量和血压下降，血管张力改变，使血管反射性痉挛，导致脑供血不足；同时，心肌梗死使迷走神经张力增加，诱发心律失常，导致暂时性脑缺血。
（3）心肌梗死并发心源性休克，血压骤降且持续时间较长，易致脑软化；心肌梗死时血管通透性增加，血管形态学发生改变，可诱发脑出血；心肌梗死亦可并发脊髓梗死。
急性心肌梗死可并发下列神经系统并发症：
（1）暂时性脑缺血发作头痛、头晕、呕吐、一过性偏瘫、反应迟钝、嗜睡、运动性失语、意识丧失等症状，常持续数分钟至数小时，24小时内可完全恢复正常，也可复发。
（2）脑血栓形成或脑栓塞常在心肌梗死后6~10日内发生，可出现偏瘫、眩晕、耳鸣、吞咽困难、共济失调等，可伴有精神障碍。
（3）脑软化尸检发现急性心肌梗死者67%有脑软化。老年人多为血栓性脑软化，而年轻人则以脑血管痉挛、脑缺血缺氧等非血栓性脑软化多见。脑软化分两型：假性脑瘤型，发病较慢，有颅内压升高和视盘水肿；假性出血型，常突然发病，有癫痫发作。
（4）脑出血较少见，多见于高血压患者。常出现头痛、头晕、恶心、呕吐、抽搐、昏迷及脑膜刺激征等。
（5）肩—手综合征少见，出现于心肌梗死后2~10周。可有肩关节营养性改变、肩周炎、局部疼痛、活动受限等，由反射性神经营养障碍所致，预后良好。
（6）其他如癫痫发作、脊髓供血不足、自主神经功能紊乱等