뇌간은 간뇌(間腦)·중뇌(中腦)·교(橋)·연수(延髓)로 구분된다.

사람은 대뇌피질의 발달로 간뇌와 교가 잘 발달되어 있는 한편

중뇌는 다른 동물에 비하여 발달상태가 나쁘다.

뇌간의 배면에는 상구(上丘)와 하구(下丘)라는 사구체(四丘體)가 있는데

상구는 시각, 하구는 청각과 관계있는 부위이다.

또 뇌간에는 운동과 관계있는 적핵(赤核)과 흑질(黑質)이 있다.

중뇌에서 연수까지의 중심부에는 신경세포가 망상(網狀)으로 된 망양체(網樣體)라는 부위가 있는데 의식의 생리학적 구조와 관계가 있다.

이 망양체 안에는 모노아민계신경세포(도파민·노르아드레날린·세로토닌을 전달물질로 하는 신경세포)가 있으며 학습·기억·수면·각성 등에 중요한 역할을 하고 있다.

도파민작동신경세포는 중뇌에 있으며 여기에서 대뇌핵이나 대뇌피질로 투사(投射)하고 있다.

노르아드레날린작동신경세포는 청반핵(靑斑核), 세로토닌작동신경세포는 봉선핵(縫線核)에 있다.

그 밖에 뇌간에는 호흡·혈관·심장에 관계하는 중추가 있고, 시신경과 후신경 외에 10쌍의 뇌신경은 중뇌·교·연수로부터 나온다.

간뇌는 해부학상으로는 시상(視床)·시상상부·시상하부·시상후부로 구분된다.

시상은 형태적으로 6개의 핵군(정중선핵군·전핵군·내측핵군·외측핵군·복측핵군·후측핵군)으로 구분되고, 기능적으로는 대뇌피질로 상행하는 감각신경의 중계장소인 특수핵, 망양체에서 광범위하게 대뇌피질에 투사하고 있는 신경의 중계장소인 비특수핵, 그리고 시상 외의 핵으로부터 섬유를 받고 있는 연합핵으로 구별된다.

시상후부에는 눈으로부터 감각신경을 중계하는 외측슬상체(外側膝狀體)와 귀로부터 감각신경을 중계하는 내측슬상체가 있다.

시상하부는 제3뇌실의 벽에 있는 작은 부분으로 많은 핵으로 구성되어 있다. 시상하부는 기능적으로 전부와 후부, 또는 내측부와 외측부로 구별된다. 시상하부는 자율신경계의 중추인 동시에 대뇌피질의 활동수준을 유지, 조절하는 구조도 갖고 있다. 또한 시상하부는 하수체로도 섬유를 보내어 호르몬 분비를 통제, 제어하고 있다.