A ictiofauna do baixo curso da bacia do Rio Doce sofre com os impactos ambientais históricos antigos, assim como mais recentes, tais como construções de hidrelétricas, contaminações e rompimento de barragens de mineração. As malformações em larvas de peixes estão relacionadas, muitas vezes, à exposição de pesticidas e metais pesados. O uso de técnicas morfológicas para o estudo de malformações permite ampliar a compreensão dos mecanismos de respostas celulares frente a condições adversas da saúde dos ecossistemas. As larvas de peixes analisadas foram dos meses de novembro/2021 e dezembro/2021 no trecho capixaba do Rio Doce, nos ambientes da calha do Rio Doce, Foz e Tributários. Foi utilizada uma rede de plâncton cônico-cilíndrica (malha de 0,5 mm, abertura da boca de 0,12 m²) para coleta de larvas no centro e nas margens esquerda e direita dos ambientes. Em seguida, as amostras foram fixadas em solução de formaldeído 4% tamponada com carbonato de cálcio. No laboratório, foram selecionadas larvas com deformidade na região da cabeça (DC). Para as análises histopatológicas, foram comparadas larvas com DC e larvas sem deformidades. As amostras foram submetidas à uma série de desidratações em etanol, incluídas em metacrilato e cortadas em secções semisseriadas de 3 µm em micrótomo rotativo. As lâminas foram fotografadas em fotomicroscópio óptico acoplado à câmera com objetiva de 100x e utilizando o software CellSens Imaging. Para a avaliação histométrica, as imagens obtidas foram quantificadas por pontos de interseção sobre núcleos de células neuronais e espaços entre os núcleos, utilizando-se gratícula com 441 pontos de interseção. As análises morfológicas da região do telencéfalo e tectum óptico nas larvas sem deformidade e com DC, de duas espécies: piranha-vermelha Pygocentrus nattereri e curimba Prochilodus costatus, mostraram a presença de neurônios com núcleo eucromático e células gliais. Nos peixes com DC, foi observada a presença de tecido encefálico evertido da região do telencéfalo e do tectum óptico. Além disso, foi quantificado o maior número de pontos de interseção sobre núcleos e menor espaço entre núcleos neuronais nos tecidos histológicos normais quando comparados com os tecidos DC das espécies P. nattereri (núcleos: 19,513 (p < 0,0010); espaço entre núcleos: 9,856 (p < 0,0016)) e P. costatus (núcleos: 18,660 (p < 0,0016); espaço entre núcleos: 5,686 (p < 0,0170)). Nesse sentido, as larvas de peixes que apresentaram malformações mostram comprometimento da estrutura celular do tecido nervoso, sendo provavelmente de consequências letais e contribuindo para o possível declínio das espécies.