Có thể có nhiều các biến chứng thần kinh không do di căn của bệnh ác tính gồm:
(1) Bệnh não chuyển hóa do rối loạn điện giải, nhiễm khuẩn, dùng thuốc quá liều; hoặc do suy chức năng của một số cơ quan duy trì chức năng sống được biểu hiện bằng cắc triệu chứng u ám, ngủ lịm, bồn chồn, mât ngủ, kích động, sững sờ, lú lẫn hoặc hôn mê. Thay đổi tâm thần thường kết hợp với run, giữ nguyên dáng, giật cơ. Điện não thấy sóng chậm lan tỏa. cần tiến hành các xét nghiệm để tim nguyên nhân của bệnh não và điều trị thích hợp
(2) Suy giảm miễn dịch do bệnh ác tính hoặc do điều trị bệnh ác tính (ví dụ điều trị hóa chất) thúc đẩy dẫn đến áp xe não, bệnh não chất trắng đa ổ tiến triển, viêm màng não nhiễm herpes zoster, và các bệnh nhiễm trùng cơ hội khác. Hơn nữa rò dịch não tủy xảy ra trong một số khối u làm tăng nguy cơ nhiễm khuẩn. Chụp cắt lớp sọ não giúp phát hiện sớm áp xe não nhưng ung thư di căn não cũng có hình ảnh tương tự. Xét nghiệm dịch não tủy là xét nghiệm có giá trị trong chẩn đoán viêm màng não nhưng lại không giúp cho chẩn đoán áp xe não. Điều trị cần phải đặc hiệu căn nguyên nhiễm khuẩn.
(3) Rối loạn mạch máu não gây ra biến chứng thần kinh ở bệnh nhân ung thư hệ thống bao gồm viêm nội tâm mạc huyết khối không do nhiễm khuẩn và huyết khối nhiễm khuẩn. Chảy máu não, chảy máu dưới nhện, chảy máu dưới màng cứng có thể xảy ra ở bệnh nhân bệnh bạch cầu tủy bào và cũng có thể gặp trong u di căn đặc biệt là u hắc sắc tố ác tính. Chảy máu dưới màng cứng tủy đôi khi cũng xảy ra sau chọc dịch não tủy ở bệnh nhân giảm tiểu cầu.
Đông máu rải rác nội mạch xảy ra ở hầu hết các bệnh nhân bệnh bạch cầu tiền tủy bào và một số bệnh nhân ung thư tuyến và được đặc trưng bằng bệnh não dao động, thường có động kinh, bệnh thường tiến triển tới hôn mê và tử vong. Có thể có một số dấu hiệu thần kinh kèm theo.
Huyết khối xoang tĩnh mạch biểu hiện bằng đau đầu và co giật xảy ra ở bệnh nhân bệnh bạch cầu hoặc u lympho. Thăm khám thấy có phù gai thị, và các dấu hiệu thần kinh khu trú hoặc lan tỏa. Thuốc kháng động kinh, thuồc chống đông và các thuốc làm giảm áp lực nội sọ có thể có tác dụng.
(4) Thoái hóa tiểu não cận ung thư thường hay xảy ra trong ung thư biểu mô phổi. Các triệu chứng thoái hóa tiểu não có thể xuất hiện trước các triệu chứng ung thư vài tháng hoặc lâu hơn. Trường hợp điển hình sẽ gây nên hội chứng tiểu não toàn bộ với biểu hiện nói khó, rung giật nhãn cầu, và thất điều thân mình và chi. Thoái hóa tiểu não cận ung thư có lẽ là do cơ chế tự miễn, điều trị bệnh là điều trị ung thư.
(5) Bệnh não, đặc trưng bằng rối loạn trí nhớ gần, rối loạn khí sắc, ảo giác, động kinh xảy ra ở một số bệnh nhân carcinoma. Thường có bất thường dịch não tủy. Điện não có biểu hiện sóng chậm lan tỏa, đặc biệt vùng thái dương dưới giữa. Không có điều trị đặc hiệu.
(6) Bệnh ác tính có thể có bệnh lý đa dây thần kinh rối loạn cảm giác và vận động, ít khi có rối loạn cảm giác đơn thuần (ví dụ viêm rễ hạch lưng) hoặc rối loạn thần kinh thực vật. Bệnh dây thần kinh vận động bán cấp có thể thấy trong u lympho.
(7) Hội chứng nhược cơ hoặc viêm da cơ có thể gặp ở bệnh nhân carcinoma. Hội chứng nhược cơ có thể do tự miễn và lâm sàng của hội chứng nhược cơ này khác với bệnh nhược cơ.
