大脑皮层是NE能神经纤维、特别是来自于蓝斑核的神经投射的主要目标。尽管整个大脑皮层都接受NE的神经投射,但有些区域的投射密度更大。例如,NE轴突的密度在初级躯体感觉区以及视觉皮层中最高,而在前额叶皮层的密度则较低。比较NE和DA神经投射的异同可以发现一些有趣的现象。来自蓝斑核的NE神经纤维还投射至丘脑、小脑、下丘脑以及杏仁核。位于腹外侧被盖区的NE神经元主要投射到灵长类的脑干和脊髓,而啮齿类动物的这些核主要投射在皮层下结构,如杏仁核和中隔核。