Muchas funciones automáticas son manejadas por una parte del cerebro llamada hipotálamo. Dentro de esta región, hay un grupo de células de forma ovalada llamado área preóptica. Principalmente, esta área es responsable de la termorregulación, el proceso por el cual el cuerpo mantiene una temperatura constante al ganar o perder calor. Ciertos componentes de esta área cumplen otras funciones, como crear sed, inducir el sueño y regular el comportamiento sexual masculino.
Mantener constante la temperatura corporal es un proceso inconsciente importante para los animales de sangre caliente. Las células sensoriales especiales conocidas como termorreceptores ubicados en la piel y ciertas membranas detectan los cambios de temperatura y transmiten esta información al área preóptica. Después de recibir esta información, esta región envía mensajes a las partes apropiadas del hipotálamo responsables de las respuestas de temperatura. A su vez, estas regiones generan respuestas automáticas al calor o al frío, dependiendo de la salida del área preóptica.
Esta área del hipotálamo en realidad contiene varios núcleos más pequeños, o grupos de neuronas, cada uno con sus propias funciones únicas. Ubicado en el centro de esta área, el núcleo preóptico mediano ayuda a regular la sed. Las células sensoriales que detectan la falta de agua debido a la pérdida de su propio volumen envían señales al núcleo preóptico mediano. El núcleo luego libera la norepinefrina química a los centros de procesamiento superiores que crean la sensación consciente de sed. La producción de norepinefrina se detiene después de que el individuo consume agua, deteniendo la sensación de sed.
Otro núcleo importante en el área preóptica es el núcleo preóptico lateral, ubicado hacia el borde de esta área. Aquí se encuentran células involucradas en la termorregulación, pero este núcleo cumple otra función importante. Ayuda a indicar el sueño del movimiento ocular no rápido (REM) a través de la liberación de moléculas como la galanina, que inhibe la actividad de otras neuronas.
Entre los núcleos preópticos laterales y medianos se encuentra el núcleo preóptico medial. Esta región a veces se denomina núcleo dimorfo sexual porque muestra una diferencia de tamaño entre los géneros. Los machos tienen un núcleo preóptico medial más grande y su forma es más esférica. Además, las mujeres tienden a experimentar más muerte celular en esta región debido a la falta de actividad.
Moléculas como la dopamina estimulan las células en esta porción del área preóptica, y cuando se estimulan, estas neuronas regulan el comportamiento sexual masculino. Los estudios en animales han demostrado que la estimulación da como resultado un comportamiento de cópula y la liberación de compuestos como la hormona liberadora de gonadotropina. Se observa una mayor estimulación de la dopamina en respuesta a los niveles de testosterona, así como a través de la estimulación sensorial, como la presencia de una mujer.