Existem muitas funções do mesencéfalo, incluindo regulação da temperatura corporal, controle motor e ciclos de sono. Além disso, o mesencéfalo influencia a audição, a visão e a excitação. Essa região vital é responsável por controlar todas as respostas relacionadas às informações sensoriais e regular as ações do corpo a essas respostas. Por exemplo, se a mão sente uma dor aguda, o mesencéfalo diz ao cérebro que a mão precisa recuar.
A região do mesencéfalo faz parte do sistema nervoso central. Ele está localizado próximo ao centro do cérebro, sob o córtex cerebral e no topo da região do cérebro posterior. Essa região une a medula espinhal e o cérebro e é comumente referida como parte do tronco cerebral principalmente devido à sua localização.
As funções do mesencéfalo são alcançadas através do córtex cerebral, cerebelo e substância negra. As informações são coletadas do ambiente e enviadas ao córtex cerebral. A substantia nigra usa informações enviadas do córtex cerebral para regular movimentos e humor voluntários. Um caminho, chamado trato rubrospinal, vai do cerebelo aos centros motores inferiores do cérebro e envia informações como uma rota para sinais voluntários de movimento.
Devido às funções do mesencéfalo, é classificada como a mais avançada das regiões do cérebro. O mesencéfalo em si, também conhecido como mesencéfalo, é dividido em subseções. Formando uma cobertura dorsal do mesencéfalo, o teto regula estímulos e respostas auditivas e visuais. Uma seção inferior, chamada tegmento, lida com controle motor, conscientização e respostas autonômicas. Outra seção, também parte dos gânglios da base, é a substância negra que controla e regula a produção de dopamina e a entrada e saída dos gânglios da base.
Existem quatro divisões do teto, conhecidas como corpora quadrigemina. Essas divisões são chamadas de colículos e são as principais seções que controlam as informações sensoriais. Dois colículos inferiores lidam com as informações auditivas e estão localizados abaixo dos colículos superiores. Os dois colículos superiores tratam da informação visual e podem ser encontrados sob o tálamo. Juntas, essas quatro divisões fornecem funções coletivas do mesencéfalo.
Estendendo-se do aqueduto cerebral até a substância negra, o tegmento contém uma parte crucial chamada núcleo vermelho. Esta parte específica regula a coordenação dos movimentos, simples e complexos. O nervo oculomotor que está presente nessa área é responsável pelos movimentos oculares e pela constrição das pupilas.