Das Rückenmark ist durch den Hirnstamm mit dem Gehirn verbunden. Die Medulla oblongata verbindet das Rückenmark mit anderen Strukturen im Hirnstamm und dem eigentlichen Gehirn. Der Hirnstamm ist für einige der grundlegendsten Überlebensprozesse verantwortlich, einschließlich der Kontrolle von Hunger, Durst, Blutdruck, Körpertemperatur und Atmung.
Beim Menschen besteht der Hirnstamm aus drei Strukturen: der Medulla oblongata, dem Pons und dem Mittelhirn. Die Medulla oblongata ist für die Herz-, Atmungs- und vasomotorischen Zentren verantwortlich, die Blutdruck, Herzfrequenz und Atmung kontrollieren. Diese Struktur steuert auch die Reflexzentren, die für Erbrechen, Niesen, Husten und Schlucken verantwortlich sind. Es wird geschätzt, dass sich die Medulla oblongata in Wirbeltieren vor etwa 505 Millionen Jahren in frühen Fischen entwickelt hat, wie sie in primitiven Fischarten wie Schleimfisch und Neunaugen vorhanden ist.
Die Pons-Struktur liegt zwischen dem Mittelhirn und der Medulla oblongata. Es ist verantwortlich für die Übertragung von Nervensignalen vom Kleinhirn zur Medulla oblongata und für die Übertragung von sensorischen Signalen zum Thalamus. Diese Signalrelaisfunktion macht die Pons für sensorische Funktionen wie Gleichgewicht, Geschmack, Tastsinn und Hören von Bedeutung. Das Mittelhirn ist für die Übertragung von Signalen an andere Bereiche des Gehirns verantwortlich, die für das Hören, Sehen und die motorische Kontrolle von Bedeutung sind. Es ist auch für die Schlaf-Wach-Erregung und die Regulierung der Körpertemperatur verantwortlich. Der Pons und das Mittelhirn sind sehr ursprüngliche Strukturen des Nervensystems, die in Wirbeltieren von gewöhnlichen Insekten bis zum Menschen vorhanden sind.
