El cerebro actúa indirectamente para aumentar la frecuencia cardíaca. El proceso comienza con la activación por parte del cerebro del sistema nervioso simpático, incluida especialmente la glándula suprarrenal, que produce la liberación en el torrente sanguíneo de epinefrina y norepinefrina. Esas hormonas se unen a los receptores en el nodo SA y aumentan la excitabilidad de las células, produciendo un ritmo más rápido. También actúan directamente sobre las células musculares cardíacas para aumentar su fuerza contráctil.
El cerebro también tiene una forma de reducir la frecuencia cardíaca, por una vía más directa. Hay una conexión desde el nervio vago directamente al nodo SA. Cuando se activa, la acetilcolina se libera en el nodo SA, donde tiene un efecto inhibitorio mediado por los receptores muscarínicos, lo que produce un ritmo más lento.