พบว่าการติดเชื้อซิกามีความสัมพันธ์อย่างมากกับการเกิดกลุ่มอาการกิลแลง-บาร์เร ซึ่งเป็นอาการอ่อนแรงเฉียบพลันที่เกิดจากภาวะภูมิคุ้มกันตนเองไปทำลายเส้นประสาทส่วนปลาย จึงเกิดเป็นอาการอ่อนแรง[18] แม้จะมีการพบว่ามีผู้ป่วยบางรายป่วยจากกลุ่มอาการกิลแลง-บาร์เรและติดเชื้อซิกาไปพร้อมๆ กัน แต่ก็เป็นการยากที่จะพิสูจน์ว่าการติดไวรัสซิกาเป็นสาเหตุของกลุ่มอาการกิลแลง-บาร์เร[19] หลายประเทศที่มีการระบาดของไวรัสซิการายงานว่ามีจำนวนผู้ป่วยกลุ่มอาการกิลแลง-บาร์เรเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่นในการระบาดของไวรัสซิกาในเฟรนช์โปลินีเซียเมื่อ ค.ศ. 2013-2014 มีรายงานผู้ป่วยกลุ่มอาการกิลแลง-บาร์เร 42 ราย ในระยะเวลา 3 เดือน สูงกว่าที่พบในภาวะปกติ โดยพบเพียง 3-10 รายต่อปี[20]

ระหว่างการตั้งครรภ์

เชื่อกันว่าโรคนี้สามารถถ่ายทอดจากมารดาไปยังทารกในครรภ์ได้ และทำให้ทารกมีศีรษะเล็ก[21] อย่างไรก็ดีกรณีเช่นนี้ยังมีรายงานตีพิมพ์ไม่มากนัก[22]

พฤศจิกายน 2558 กระทรวงสาธารณสุขบราซิลรายงานว่าตรวจพบความสัมพันธ์ระหว่างไวรัสซิกากับการเกิดภาวะศีรษะเล็กในทารกแรกเกิดในตะวันออกเฉียงเหนือของบราซิล อ้างอิงจากกรณีผู้ป่วยทารกสองรายที่มีภาวะศีรษะเล็กรุนแรง และผลการตรวจเจาะน้ำคร่ำพบมีไวรัสซิกาในน้ำคร่ำ[23][24][25][26] รายงานเมื่อ 5 มกราคม 2559 ระบุว่าผลการตรวจอัลตราซาวนด์ทารกสองรายนี้พบว่ามีศีรษะเล็กจากการที่เนื้อสมองบางส่วนถูกทำลาย[27] ในจำนวนนี้หนึ่งรายพบมีแคลเซียมจับในตาและมีตาเล็กด้วย กระทรวงฯ ของบราซิลได้รายงานยืนยันในเวลาต่อมาว่ากรณีที่เคยมีข้อสังเกตถึงความสัมพันธ์ระหว่างการติดเชื้อซิกาและการเกิดทารกมีศีรษะเล็กนั้นมีความสัมพันธ์กันจริง โดยตรวจพบผู้ป่วยทารกแรกเกิดมีศีรษะเล็ก 2,400 รายในประเทศใน พ.ศ. 2558 นับจนถึง 12 ธันวาคม และเสียชีวิต 29 ราย[28][29][30][31]