Der Hirnstamm ist die stielartige Struktur, die Großhirn und Kleinhirn mit dem Rückenmark verbindet. Er ist evolutionär gesehen der älteste Teil des Gehirns und nach wie vor für die grundlegendsten Lebensfunktionen unerlässlich.

Der Hirnstamm besteht aus drei Regionen: dem Mittelhirn, dem Pons und der Medulla oblongata. Gemeinsam regulieren sie Herzfrequenz, Blutdruck und Atmung. Sie enthalten die Kerne der meisten Hirnnerven, welche Gesicht, Mund und Augen steuern, sowie die aufsteigenden und absteigenden Bahnen, die sensorische und motorische Informationen zwischen Körper und höheren Hirnregionen übertragen. Die Formatio reticularis im Hirnstamm reguliert Wachheit und Schlaf-Wach-Rhythmus; Schädigungen können zu Koma führen.

Da der Hirnstamm dicht mit wichtigen Bahnen und Kernen besetzt ist, können selbst kleine Läsionen verheerende Folgen haben. Gleichzeitig ermöglicht seine relative Einfachheit im Vergleich zur Großhirnrinde, dass bestimmte automatische Funktionen auch bei Verlust des höheren Bewusstseins fortbestehen können.

Wenn das Herz schlägt und sich die Lunge ausdehnt, ohne dass wir bewusst darauf reagieren müssen, verrichtet der Hirnstamm seine kontinuierliche, unauffällige Arbeit.