Das basale Vorderhirn besteht aus einer Gruppe von Regionen im unteren oder basalen Bereich des Gehirns. Obwohl seine Funktionen nicht gut verstanden sind, ist es als Produzent des Neurotransmitters Acetylcholin wichtig. Es ist bekannt, dass es sich auf Aufmerksamkeit, Reflexe und Lernen auswirkt. Eine Degeneration des basalen Vorderhirns wird mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht.
Es besteht nicht viel Einigkeit darüber, welche Regionen genau das basale Vorderhirn bilden. Dies liegt zum Teil daran, dass diese Bereiche Sender und Anschlüsse mit anderen Teilen des Gehirns teilen und zum Teil daran, dass ihre physischen Grenzen unklar sind – ihre Neuronen könnten sich ausbreiten und Raum mit anderen Gehirnstrukturen teilen. Das basale Vorderhirn besteht größtenteils aus dem Gebiet, das einst als Substantia innominata oder „die Region ohne Namen“ bekannt war, weil ihre Funktion ein Rätsel war. Es besteht aus drei Bereichen – dem Basalkern, der erweiterten Amygdala und dem ventralen Striatopallidum – obwohl jeder der drei kleinere Unterregionen enthält.
Es gab Fortschritte im Verständnis, welchen Zwecken die Bereiche des basalen Vorderhirns dienen. Das dabei produzierte Acetylcholin steigert die Aufmerksamkeit und ermöglicht eine bewusste Wahrnehmung. Der größte Teil des Acetylcholins des Gehirns wird hier im Basalkern produziert. Diese hohe Konzentration an cholinergen Zellen oder acetylcholinhaltigen Zellen wird als Spezialisierung angesehen, die einen Unterschied zwischen Primaten und niederen Lebensformen ausmacht. Tieren wie Ratten fehlt dieser spezialisierte cholinerge Signalweg und sie produzieren stattdessen Acetylcholin in ihrer Großhirnrinde.
Dieses cholinerge System hat eine Verbindung zu Angstzuständen. Es ist in der Lage, auf ein lautes Geräusch eine Abwehrreaktion zu aktivieren, die es einem ermöglicht, schneller zu handeln, als wenn die Informationen in der Großhirnrinde verarbeitet werden müssten. Basale Vorderhirnneuronen sind auch an der motorischen Kontrolle und Temperaturregulation beteiligt.
Es wurde gezeigt, dass das basale Vorderhirn mit den Ziel- und Belohnungszentren des Gehirns beim Lernen und der Bildung von Gedächtnis in Verbindung steht. Eine seiner Unterregionen, der Nucleus accumbens, ist als Belohnungszentrum bekannt und soll für die Freisetzung des Neurotransmitters Dopamin verantwortlich sein, der Arzneimitteleuphorie erzeugt. Der Nucleus Accumbens ist auch an der Entzugswirkung von Medikamenten beteiligt. Forscher haben die Zusammenhänge zwischen dieser Region und Suchtverhalten untersucht.
Es wird angenommen, dass dieses cholinerge System wichtig ist, um es dem Gehirn zu ermöglichen, sich von einer Verletzung zu erholen. Läsionen in diesem Bereich sind mit Gedächtnisverlust verbunden. Eine Schädigung dieses Bereichs oder ein Mangel an Acetylcholin wird bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit beobachtet.