Talamusul este o structură pereche de materie cenușie situată în apropierea centrului creierului, chiar deasupra trunchiului cerebral. Aproape toate informațiile senzoriale - văzul, auzul, simțul tactil, gustul - trec prin nucleii talamici înainte de a ajunge la cortexul cerebral. Singura excepție majoră este olfacția.

Fiecare modalitate senzorială are propriul nucleu de releu. Nucleul geniculat lateral se ocupă de vedere; geniculatul medial se ocupă de audiție; nucleul ventral posterior se ocupă de somatosenzație. Acești nuclei nu se ocupă doar de transmiterea semnalelor; ei le filtrează și le modulează în funcție de starea atențională și de contextul comportamental.

Talamusul participă, de asemenea, la controlul motor și la reglarea somnului și a stării de veghe. Conexiunile reciproce cu cortexul formează bucle care ajută la susținerea activității corticale. Deteriorarea anumitor regiuni talamice poate produce pierderi senzoriale, tulburări de memorie sau tulburări de conștiență.

• Stație centrală de releu senzorial
• Modulează fluxul de informații către cortex
• Implicat în reglarea somnului-veghe
• Conexiuni reciproce cu zonele corticale

Locația sa centrală și conexiunile extinse fac din talamus un centru critic atât pentru senzații, cât și pentru cogniția superioară.