Das Rhombencephalon bezieht sich auf den kaudalen Bereich des Neuralrohrs, einer Struktur, aus der das Gehirn und das Rückenmark in frühen Stadien der menschlichen Embryonalentwicklung hervorgehen. Das Rhombencephalon, auch Hinterhirn genannt, führt zu den Regionen Myelencephalon und Metencephalon, die den vierten Ventrikel und einen großen Teil des Hirnstamms bilden, der hauptsächlich für vegetative Funktionen wie Blutdruck und Herzfrequenz verantwortlich ist. Eine Schädigung des Hinterhirns führt zu einem Versagen des autonomen Nervensystems, unkoordinierten und verzögerten motorischen Reaktionen sowie Kognitionsschwierigkeiten.
Myelencephalon-Strukturen umfassen die Medulla oblongata, den unteren Teil des vierten Ventrikels und den neunten bis zwölften Hirnnerv. Am untersten Ende des Hinterhirns befindet sich die Medulla oblongata, ein pyramidenförmiges Organ, das hauptsächlich für die Regulierung und Kontrolle der kardiovaskulären und respiratorischen Aktivitäten einschließlich Herzschlag, Atmung und Blutdruck verantwortlich ist. Die Hirnnerven neun und zehn, der Glossopharyngeal bzw. der Vagus, helfen bei der Kontrolle des Blutdrucks in den Halsschlagadern und der Aorta, der größten Arterie des Körpers, durch die sauerstoffreiches Blut in den systemischen Kreislauf gelangt. Während der N. accessorius für Bewegungen des Kopfes benötigt wird, etwa beim Drehen und Nicken, ermöglicht der zwölfte Hirnnerv, der Hypoglossus, die Verwendung der Zunge.
Aus dem Metencephalon entwickeln sich zwei Organe: das Kleinhirn und das Pons. Ähnlich dem größeren Großhirn stellt das Kleinhirn über die Hälfte der Nervenzellen des Gehirns und ist für die Haltungs- und Bewegungskoordination notwendig. Unterhalb des Mittelhirns liegen Bündel neuronaler Bahnen, die als Pons bezeichnet werden und eine Brücke bilden, die das Kleinhirn und die Medulla mit dem Mittelhirn verbindet. Dieser Abschnitt des Rhombencephalons umfasst einen Teil des vierten Ventrikels, der zu einer Gruppe miteinander verbundener Hohlräume gehört, die Liquor (CSF) enthalten und als Schutz des zentralen Nervensystems vor schädlichen Substanzen, Traumata und übermäßigem Druck dienen. Der Pons spielt auch eine Rolle beim Schlafen und Erwachen durch die Formatio reticularis, ein Netzwerk von Kernen.
Eine seltene Hirnanomalie bei bestimmten Neugeborenen, die als Rhombenzephalosynapsis bezeichnet wird, ist ein Zustand, der zu einem verschmolzenen Kleinhirn führt, bei dem der Vermis, eine Rhombencephalon-Struktur, die die Kleinhirnhemisphären trennt, bei der Geburt fehlt. Diese Störung ist gekennzeichnet durch Muskelschwäche, schnelle unwillkürliche Augenbewegungen, Kopfzittern und einen unsicheren Gang und führt zu Entwicklungsverzögerungen bei motorischen Fähigkeiten wie Stehen und Gehen. Kognitive und Verhaltensprobleme sind ebenfalls häufig, hängen jedoch vom Ausmaß der Beteiligung ab. Kinder mit Rhombenzephalosynapse werden manchmal mit körperlichen Defekten der Hände geboren, bei denen Finger miteinander verschmolzen sind oder fehlen. Die Lebenserwartung ist in der Regel viel kürzer, da die Erkrankten im Kindesalter sterben.