* Neuromelanina è infine il pigmento scuro presente nei neuroni cerebrali, in quattro nuclei facilmente visibili autopticamente, appunto per la loro colorazione scura: la substantia nigra - pars compacta, il locus ceruleus, il nucleo motore dorsale del nervo vago (nervo cranico X), e i nuclei mediani del rafe. Questi nuclei non sono pigmentati al momento della nascita, ma sviluppano la pigmentazione nel corso della maturazione. Anche se il carattere funzionale della neuromelanina non è del tutto noto, nel cervello, può essere un sottoprodotto della sintesi di monoaminoneurotrasmettitori. La perdita di neuroni pigmentati da specifici nuclei è stata vista in una varietà di malattie neurodegenerative come la malattia di Parkinson e l'Alzheimer. La neuromelanina è stata osservata nei primati e nei carnivori.