Im menschlichen Gehirn ist der Hypothalamus eine Struktur, die für mehrere autonome Funktionen verantwortlich ist. Das vegetative Nervensystem reguliert unbewusste Prozesse wie Körpertemperatur, Herzschlag und Atmung. Ein Teil dieser Struktur ist der vordere Hypothalamus, der an mehreren Prozessen beteiligt ist.
Der präoptische Bereich ist ein Abschnitt des vorderen Hypothalamus. Es spielt eine Rolle bei der Regulierung der Körpertemperatur. In dieser Region gibt es Neuronen, die auf Veränderungen der Temperatur des Hypothalamus, auch Kerntemperatur genannt, reagieren. Andere Neuronen erhalten Input von Sinneszellen auf der Haut und im Rückenmark, die Temperaturänderungen erkennen.
Mit mehreren verschiedenen Eingangsneuronen kann der vordere Hypothalamus die Gesamtkörpertemperatur bestimmen. Diese senden Signale an tiefer gelegene Bereiche, die die Temperatur beeinflussen können. Die Reaktionen können variieren, je nachdem, ob die Temperatur auf interne oder externe Bedingungen zurückzuführen ist. Beispielsweise kann die Beeinflussung von Stoffwechselprozessen die Innentemperatur erhöhen. Zittern ist eine automatische Reaktion, die dem Körper helfen kann, auf kalte Außentemperaturen zu reagieren.
Verbindungen wie Pyrogene können diese speziellen Neuronen beeinflussen. Pyrogene werden im Körper gebildet und verstärken die Signale von Sinneszellen, die Kälte erkennen. Diese Aktivität bewirkt, dass der vordere Hypothalamus die Körpertemperatur erhöht, was zu Fieber führt.
Eine weitere Rolle dieser Region des Hypothalamus, die für das normale Funktionieren wesentlich ist, ist der Schlaf. Der suprachiasmatische Kern im Hypothalamus reagiert auf die Anwesenheit von Licht, wodurch diese Struktur Nachrichten an die Zirbeldrüse sendet. Dies wiederum führt dazu, dass es aufhört, Melatonin zu produzieren. Neben anderen essentiellen Funktionen spielt Melatonin eine Rolle bei der Induktion des Schlafes. Die unterschiedlichen Reaktionen auf unterschiedliche Lichtstärken bewirken, dass der vordere Hypothalamus bei der Regulierung des zirkadianen Rhythmus hilft.
Durst- und Hungerwahrnehmungen werden durch einen Teil dieser Struktur vermittelt. In der vorderen Region hat der laterale Hypothalamus Neuronen, die auf niedrigere Blutzuckerspiegel reagieren. Niedrigere Blutzuckerspiegel erzeugen Aktivität in diesem Bereich, und wenn diese Neuronen feuern, verspürt das Individuum ein Verlangen nach Nahrung.
Eine Region im vorderen Hypothalamus kann helfen, aggressives Verhalten zu regulieren. Der basolaterale Hypothalamus reagiert auf chemische Neurotransmitter wie Vasopressin und Serotonin. Vasopressin aktiviert Zellen in diesem Bereich, die bei Hamstern zu aggressivem Verhalten wie Beißen führen. Serotonin verhindert die Aktivierung dieser Neuronen und verringert dadurch die Aggression.
Der mediale präoptische Nukleus in dieser Region weist Größenunterschiede zwischen Männchen und Weibchen auf. Bei Männern ist diese Struktur größer und setzt Hormone frei, die die Hypophyse beeinflussen. Diese Hormone sind an der sexuellen Reifung des Mannes beteiligt. Die Stimulation dieses Zellkerns hat bei Ratten, die an Tierstudien beteiligt waren, zu sexuellem Verhalten geführt.