Le thalamus est une structure paire de substance grise située près du centre du cerveau, juste au-dessus du tronc cérébral. Presque toutes les informations sensorielles (vision, audition, toucher, goût) transitent par les noyaux thalamiques avant d'atteindre le cortex cérébral. L'olfaction constitue la seule exception majeure.

Chaque modalité sensorielle possède son propre noyau relais. Le corps genouillé latéral traite la vision ; le corps genouillé médian, l’audition ; le noyau ventro-postérieur, la somesthésie. Ces noyaux ne se contentent pas de transmettre les signaux ; ils les filtrent et les modulent en fonction de l’état attentionnel et du contexte comportemental.

Le thalamus participe également au contrôle moteur et à la régulation du sommeil et de l'éveil. Des connexions réciproques avec le cortex forment des boucles qui contribuent au maintien de l'activité corticale. Des lésions de régions thalamiques spécifiques peuvent entraîner une perte sensorielle, des troubles de la mémoire ou des troubles de la conscience.

• Station centrale de relais sensoriel
• Module le flux d'informations vers le cortex
• Impliqué dans la régulation du cycle veille-sommeil
• Connexions réciproques avec les zones corticales

De par sa position centrale et ses nombreuses connexions, le thalamus constitue un centre névralgique essentiel à la fois pour la sensation et la cognition supérieure.