Śródmózgowie
Położony u podstawy mózgu jest mały, ale ważny region zwany śródmózgowiem (wywodzący się z mezencefalonu rozwojowego), który służy jako ważny punkt połączenia między innymi głównymi regionami mózgu – przodomózgowiem i tyłomózgowiem.
Środmózgowie jest najwyższą częścią pnia mózgu, centralnego połączenia między mózgiem a rdzeniem kręgowym. Istnieją trzy główne części śródmózgowia – opony twarde, opony twarde i szypuły mózgowe. Spośród 12 nerwów czaszkowych, dwa wychodzą bezpośrednio ze śródmózgowia – nerw okoruchowy i nerw ślimakowy, odpowiedzialne za ruchy oczu i powiek.
Kolikulusy
Na szczycie śródmózgowia znajdują się kolikulusy, których nazwa pochodzi od łacińskiego słowa oznaczającego „wzgórze”. Zawierają one dwie pary wybrzuszonych, warstwowych wiązek neuronów zwanych kolcolistem górnym i dolnym. Wyższe neurony zajmują się wstępnym przetwarzaniem sygnałów wzrokowych, zanim zostaną one przekazane do płata potylicznego z tyłu głowy. Dolne pracują nad sygnałami słuchowymi, zanim zostaną one przekazane przez wzgórze do głównego ośrodka przetwarzania słuchowego w korze mózgowej.
Tegmentum
Tegmentum (łac. 'kaptur') w rzeczywistości rozciąga się wzdłuż pnia mózgu, ale jego część tworzy część śródmózgowia. Zawiera dwa obszary nazwane po konkretnych kolorach: bogate w żelazo jądro czerwone (które w rzeczywistości wygląda różowo) jest zaangażowane w koordynację ruchów; okołokomorowa istota szara jest gęstym regionem istoty szarej i jest zaangażowana w tłumienie bólu. Część środkowa śródmózgowia zawiera również połączenia, które odgrywają rolę w utrzymaniu naszej czujności.
Kręgi mózgowe
Z tyłu śródmózgowia znajduje się para dużych wiązek włókien nerwowych, które łączą resztę pnia mózgu z przodomózgowiem. Te szypuły mózgowe są główną autostradą dla sygnałów, które muszą być transportowane z kory mózgowej do innych części ośrodkowego układu nerwowego (OUN) i są szczególnie ważne dla koordynacji ciała.
Między tymi pęczkami i tegmentum znajduje się warstwa zwana substantia nigra, ciemno pigmentowane skupisko neuronów z komórkami (zawierającymi melaninę), które wytwarzają neuroprzekaźnik dopaminę; ta warstwa neuronów jest ważną stacją przekaźnikową dla sygnałów nerwowych systemów OUN, które koordynują nasze ruchy. Obszar ten jest szczególnie uszkodzony w chorobie Parkinsona.