Tas ir atkarīgs no jēdziena «smadzenes» definīcijas.
Salīdzināmās anatomijas jomā ar smadzenēm saprot vislielāko nervu audu koncentrāciju, kas veidojas pie augstas nervu sistēmas centralizācijas. Parasti katram organismam ir tikai viena šāda smadzeņu struktūra.
Tomēr dažiem bezmugurkaulniekiem, papildus galvenajai smadzei, ir ar to salīdzināmi izmēra nervu mezgli (gangliji), kuriem piemīt zināma autonomija. Piemēram, reizēm apgalvo, ka astoņkājim ir deviņas smadzenes. Patiesībā tam ir viena smadzeņu struktūra un astoņi lieli gangliji taustekļos, katrs no kuriem var aizņemt līdz pat ceturtdaļai galvenās smadzeņu apjoma. Šie gangliji ļauj taustekļiem veikt dažas darbības neatkarīgi viens no otra.
Artropodiem, piemēram, zirnekļiem un daudziem kukaiņiem, nozīmīgu lomu spēlē barības vada apakšējais ganglijs, kas arī izmēros līdzinās galvas smadzenēm. Lieliem dinozauriem, piemēram, diplodokam, muguras smadzeņu kanāls krustu skriemeļos paplašinājās, un tajā bija ievērojami vairāk nervu audu nekā galvaskausa dobumā. Tomēr tas nav otra smadzeņu struktūra, bet gan muguras smadzeņu daļa, kas pārvalda aizmugurējās kājas un asti.
Patiesi, organismi ar divām smadzenēm parādās tikai kā retas anomālijas embrionālās attīstības laikā. Piemēram, divgalvas čūskas un bruņurupuči var būt dzīvotspējīgi, taču saskaras ar grūtībām lēmumu pieņemšanā un kustību koordinācijā.
