Ipotálamo
L'ipotalamo si è sviluppato come parte del sistema limbico coinvolto nella conservazione dell'individuo e della specie. Esso controlla attività fondamentali per la sopravvivenza: la riproduzione, la crescita e il metabolismo, l'assunzione di cibo e di fluidi, l'attacco e la difesa, il controllo della temperatura, il ciclo sonno-veglia e alcuni aspetti della memoria, oltre che il controllo della ghiandola ipofisi. Senza ipotalamo non potremmo vivere perché sarebbero inibite le nostre funzioni vitali.
Si trova al di sotto del talamo e costituisce le pareti laterali della porzione inferiore del terzo ventricolo. È formato da un raggruppamento di sostanza grigia in cui sono presenti varie zone nucleari. Di tutti questi nuclei, solo quelli mamillari sono quelli che sporgono verso l'esterno e quindi sono visibili; tutto il resto dell'ipotalamo non lo si apprezza, tranne la sua parte terminale, che prende il nome di peduncolo ipofisario.
Peduncolo ipofisario
Il peduncolo ipofisario è costituito da una parte superiore più slargata che prende il nome di infundibulo o tuber cinereum e da una parte inferiore che termina nella parte posteriore dell'ipofisi, la neuroipofisi. Anteriormente al peduncolo è situato il chiasma ottico, che è l'estremo inferiore del diencefalo (quindi del diencefalo si apprezzano il tuber cinereum, i corpi mamillari e la neuroipofisi).
Nuclei ipotalamici
I nuclei ipotalamici, a seconda della loro posizione, hanno nomi diversi. Vi sono dei nuclei anteriori, dei nuclei mediali e dei nuclei posteriori. Nel gruppo dei nuclei anteriori ricordiamo il nucleo sopraottico e il nucleo paraventricolare i quali producono vasopressina e ossitocina. Gli altri nuclei, soprattutto quelli della zona mediale, producono sostanze di rilascio o di inibizione che agiscono sull'adenoipofisi attivando o inibendo le varie porzioni dell'adenoipofisi a produrre o meno un determinato ormone.
Meccanismi di feedback
Gli ormoni possono agire con un meccanismo a feedback positivo o a feedback negativo. Per esempio, gli ormoni sessuali agiscono con un meccanismo a feedback negativo: quando la loro concentrazione sale, l'ipotalamo produce fattori di inibizione che agiscono sull'adenoipofisi che non produce più quell'ormone. Eccezioni a questi meccanismi sono la vasopressina e l'ossitocina che sono prodotti dall'ipotalamo.
Dato che il SNC ha la barriera ematoencefalica, vi è un meccanismo alternativo per immettere gli ormoni nel torrente ematico: attorno all'ipofisi vi è un sistema portale ipofisario, una rete di vasi che captano gli ormoni e li inviano in circolo. La neuroipofisi (diversa strutturalmente dall'adenoipofisi).