O tálamo é uma estrutura par de substância cinzenta localizada perto do centro do cérebro, logo acima do tronco cerebral. Quase toda a informação sensorial — visão, audição, tato, paladar — passa pelos núcleos talâmicos antes de chegar ao córtex cerebral. A única grande exceção é o olfato.

Cada modalidade sensorial possui o seu próprio núcleo de retransmissão. O núcleo geniculado lateral é responsável pela visão; o núcleo geniculado medial, pela audição; e o núcleo ventral posterior, pela somatossensação. Estes núcleos não transmitem apenas sinais; filtram-nos e modulam-nos de acordo com o estado de atenção e o contexto comportamental.

O tálamo participa também no controlo motor e na regulação do sono e da vigília. As ligações recíprocas com o córtex formam circuitos que ajudam a manter a atividade cortical. Os danos em regiões específicas do tálamo podem causar perda sensorial, comprometimento da memória ou perturbações da consciência.

• Estação central de retransmissão sensorial
• Modula o fluxo de informação para o córtex.
• Envolvido na regulação do ciclo sono-vigília
• Conexões recíprocas com áreas corticais

A sua localização central e as amplas conexões fazem do tálamo um centro crucial tanto para a sensação como para a cognição superior.