Спинной мозг северного морского котика представляет собой толстый тяж, покрытый тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой, из которых последняя очень сильно развита. Эпидуральное пространство небольшого размера.

Взрослый морской котик
Форма спинного мозга конусовидная. Имеется 2 утолщения: шейное и поясничное. У котика с длиной тела 127 см толщина спинного мозга на уровне эпистрофея равна 1 см, на уровне 9—10 грудных позвонков — 0.8 см. Топографически шейное утолщение начинается на третьем и заканчивается на шестом шейных позвонках. У новорожденных котиков оно менее выражено, чем у взрослых. Поясничное утолщение развито слабо, в то время как у настоящих тюленей оно развито лучше, чем шейное [Соболевский, 19786]. У наземных млекопитающих оба утолщения развиты одинаково хорошо, у дельфинов же шейное утолщение развито очень слабо, а поясничное вовсе отсутствует. Считается, что степень развития утолщений спинного мозга находится в прямой зависимости от функциональной значимости движителей. Приведенные сравнения по размерам утолщений у разных представителей ластоногих [Соболевский, 19786] согласуются с общепринятыми мнениями.
Длина спинного мозга тесно коррелирует с размерами тела. У северного морского котика в онтогенезе каудальная граница спинномозгового конуса смещается в краниальном направлении. В пренатальный период мозг достигает хвостовой части позвоночника. У новорожденных мозговой конус заканчивается в области 9—10, у взрослых самок — на уровне 7—10, у секачей — на 5—8 грудных позвонков. Соответственно, с возрастом уменьшается и относительная его длина.
В среднем у взрослых котиков относительная длина спинномозгового конуса составляет 32% от длины тела. У медведя она равна 59.6%, у дельфинов — 29.1%, у калана — 38.7%, у ларги — 33.6% от длины тела. Относительная масса спинного мозга у взрослого котика составляет 0.4—0.6%, у медведя — 0.07%, у ларги — 0.05%, у дельфинов 0.05% от массы тела. С возрастом у всех млекопитающих относительная масса спинного мозга уменьшается. У морского котика хорошо выражен половой диморфизм в размерах спинного мозга. У самцов он больше в абсолютных, тогда как у самок — в относительных показателях (табл. 7.4).
От спинного мозга морского котика отходит 32—33 пары спинномозговых нервов, которые в начальных отделах позвоночного столба отходят почти перпендикулярно, а дальше отклоняются каудально и некоторое расстояние идут внутри позвоночного столба, образуя так называемый «конский хвост». Его длина у котика составляет до 80% от длины спинного мозга. Из спинномозговых узлов наиболее выраженными выглядят IV—VII пары шейных нервов [Соболевский, 19786].
Серое вещество спинного мозга развито хуже белого; их соотношение составляет у щенка на участке CI—СИ 1:4.6, на участке CIV—CVI — 1.2:7, на участке TV—ТХИ — 1:2.3. У взрослой самки соответственно, 1:4.7, 1:4.0, 1:3.0 [Соболевский, 19786]. Передние и задние столбы спинного мозга хорошо развиты, причем в области шейного утолщения лучше развиты передние рога.