Метаталамус утворений парними медіальними і латеральними колінчастими тілами. Медіальні тіла разом з нижніми горбками середнього мозку є первинним центром слухового аналізатора. Латеральні тіла разом з верхніми горбками середнього мозку утворюють первиннй центр зорового аналізатора.
Гіпоталамус розташований спереду від ніжок мозку утворюючи стінки 3-го шлуночка. До нього належать зоровий перехрест, зоровий тракт, сірий горб, лійка, нейрогіпофіз, сосцеподібні тіла, власне підталамічна ділянка. В гіпоталамусі розташовані центри вегетативної нервової системи, регуляції ендокринних залоз. В гіпоталамусі є звийчайні нейроцити і нейросекреторні клітини. Гіпоталамус с гіпофізом утворюють єдиний функціональний компекс, у якому гіпоталамус виконує регуляторну функцію, а гіпофіз - ефекторну.
В гіпоітламусі налічується більше 30 пар ядер. Великі нейросекреторні клітини супраоптичного та паравентрикулярного ядер переднього гіпоталамуса виробляє нейросекрети пептидної природи (вазопресин і окситоцин), які потрапляють в організм через гіпофіз. Дрібні нейрони ядер медіального гіпоталамуса виробляють рилізинг-фактори (або ліберини) та статини, які через власні гормони (тропні) аденогіпофіза впливають на діяльність організму.
Середній мозок
(mesencephalon) включає ніжки мозку і дах. Ніжки мозку - це білі круглясті (досить товсті) тяжі, які виходять із мосту і прямують вперед до півкуль головного мозку. Між ніжками внизу розташована міжніжкова ямка, на дні якої видно задню дирчасту речовину. Із борозни на медіальній поверхні кожної ніжки виходить окоруховий нерв (3-я пара черепних нервів). Кожна ніжка має основу і покришку, між якими розташована чорна субстанція (частина екстрапірамідної системи, яка приймає участь у підтриманні м'язового тонусу і автоматично регулює роботу м'язів). Основа ніжки утворена провідними шляхами, що зв'язують відділи головного і спинного мозку. У покришці крім висхідних волокон до таламусу розташовані ядра. Найбільшим серед них є червоне ядро, від якого розпочинається руховий червоноядерно-спинномозковий тракт (шлях). Тут розташована ретикулярна формація та проміжне ядро
Дах середнього мозку - це чотиригорбикове тіло: його передні горбки (разом з медіальними ядрами колінчастих тіл проміжного мозку) утворюють підкорковий центр зору, задні (з латеральними ядрами) - слуху. В заглибленні передніх горбків розташований епіфіз (шишкоподібне тіло). Чотиригорбкове тіло - це рефлекторний центр різного типу рухів, які виникають під впливом зорових і слухових подразнень.
Навколо водогону середнього мозку (Сільвієвого) розташована центральна сіра речовина, в якій розташована ретикулярна формація, ядра 3-ї і 4-ї пар черепних нервів, а також парне серединне додаткове вегетативне ядро (Якубовича), непарне серединне ядро і ядро середньомозкового шляху трійничного нерва.
Міст (Вароліїв міст)
(pons) є лише у ссавців і має вигляд розташованого впоперек потовщеного валика, від латерального боку якого відходять середні ніжки мозочка. Задня поверхня мосту вкрита мозочком і формує частину стінки ромбоподібної ямки. Передня (прилягає до основи черепа) межує з довгастим мозком внизу і ніжками мозку вгорі. На ній помітні лінії, які пов'язані з ходом нервових волокон, що ідуть від власних ядер мосту в середні мозочкові ніжки. На передній поверхні мосту по середній лінії поздовжно розташована базилярна борозна - тут проходить одноіменна артерія мозку. На фронтальному перерізі у мості виділяють передню (базилярну) і задню (покришку) частини.
