В среднем мозгу находятся:
- ядра четверохолмия (они располагаются над сильвиевым водопроводом в области крыши — tectum),
- красное ядро (nucleus ruber),
- ядра глазодвигательного и блокового нервов (они расположены под сильвиевым водопроводом в центральной части среднего мозга),
- черная субстанция — substantia nigra (расположена у основания среднего мозга).
Через средний мозг проходят все восходящие пути, несущие импульсы к таламусу, большим полушариям и мозжечку, и нисходящие пути, проводящие импульсы к продолговатому и спинному мозгу.
В среднем мозгу, так же как и в продолговатом, расположены нейроны ретикулярной формации.
Ядра среднего мозга выполняют ряд важных рефлекторных функций. Передние бугры четверохолмия являются первичными зрительными центрами .При их участии осуществляются некоторые рефлексы в ответ на световые раздражения.
Децеребрационная ригидность. Если у кошки или кролика перерезать ствол мозга выше продолговатого так, чтобы красные ядра оказались выше линии разреза (такая операция называется децеребрацией), то у животного развивается особое состояние мускулатуры тела, называемое децеребрационной ригидностью (Ч. Шеррингтон). Это состояние характеризуется резким повышением тонуса разгибательной мускулатуры.
Тонические рефлексы ствола мозга. Важнейшей функцией мозгового ствола — бульварного и особенно мезэнцефального его отделов — является перераспределение мышечного тонуса в зависимости от положения тела в пространстве. Перераспределение тонуса осуществляется рефлекторным путем и обеспечивает сохранение равновесия тела.