Zaburzenia okulomotoryczne będące efektem chorób neurologicznych są zwykle leczone objawowo ze względu na brak terapii przyczynowej. Na przykład w przypadku blefarospazmu, czyli napadowego kurczu powiek, podejrzewa się zaburzenie na poziomie jąder podstawnych powiązane ze wzmożoną impulsacją dopaminergiczną. Terapia toksyną botulinową podawaną do mięśnia okrężnego oka jest skuteczna w 90% przypadków, wymaga jednak powtarzania średnio co 3-4 miesiące ze względu na regenerację synaps cholinergicznych w płytkach mięśniowych. Z kolei oczopląs, czyli naprzemienne ruchy nastawcze gałki ocznej, wynika najczęściej z zaburzenia fiksacji przez m.in. hipoplazję dołeczka plamki. Również charakteryzuje go trudne leczenie. Wyrównanie wady refrakcji, przesunięcie obrazu w kierunku strefy ciszy za pomocą korekcji pryzmatycznej lub odpowiednich modyfikacji w goglach generujących obraz wirtualnej rzeczywistości (VR – virtual reality), operacja na mięśniach zewnątrzgałkowych (np. procedura Andersona-Kestenbauma) – te metody poprawiają kondycję pacjenta, choć pozostawiają wiele do życzenia. Iniekcje toksyny botulinowej do mięśni gałkoruchowych charakteryzują się tu niewielką skutecznością, w związku z tym nie są zalecane. Doustne środki farmakologiczne modulujące neuroprzekaźnictwo w ośrodkowym układzie nerwowym (m.in. gabapentyna, baklofen, klonazepam) mają niewielką skuteczność przy licznych działaniach niepożądanych, zwłaszcza przy długotrwałym stosowaniu.