Hay cuatro grandes estructuras contiguas en la sección media del cerebro humano que están reservadas principalmente para los sentidos visual y auditivo. Los dos lóbulos superiores, llamados colículos superiores, están conectados a los dos ojos. Los dos inferiores, llamados colículos inferiores, son responsables de procesar las señales derivadas de los oídos izquierdo y derecho. Estos dos importantes sentidos humanos son posibles precisamente por esta anatomía simple y dividida del cerebro.
Las cócleas del oído interno son los extremos terminales en forma de concha de caracol del sistema auditivo humano. Su cámara rizada, cónica y llena de líquido está revestida de cilios, células ciliadas que vibran en respuesta a frecuencias particulares y provocan que una célula nerviosa pulse eléctricamente. Todas las células nerviosas que emanan de un grupo de cócleas se unen en el nervio acústico. Varios otros nervios principales convergen con los nervios acústicos para formar un haz neural llamado lemniscus lateral, que se dirige hacia el cerebro.
El punto de entrada del lemnisco lateral es la mitad del cerebro, justo arriba y delante de la médula, o tronco encefálico, y debajo y detrás de los lóbulos cerebrales del prosencéfalo. Además de la neuroanatomía básica del cerebro humano que se divide en mitades izquierda y derecha, el área posterior del cerebro medio se divide en mitades superior e inferior. Los cuatro lóbulos más o menos redondos resultantes se denominan corpus cuadrámina. Las mitades superiores más grandes son los colículos superiores, y el par inferior ligeramente cóncavo son los colículos inferiores.
El colículo inferior está organizado en tres partes. Hay un núcleo central compacto, o grupo de ganglios de neuronas multipolares. Está encerrado por la corteza externa dorsal y lateral, que es una densa red de células nerviosas bimodales derivadas del lemnisco lateral.
El lemnisco lateral ingresa al cerebro en la base del colículo inferior. Algunos de los nervios individuales del lemnisco lateral pasan a través del tálamo y la corteza del lóbulo temporal, donde se pueden integrar señales de múltiples fuentes sensoriales y cognitivas. Algunos nervios terminan dentro del núcleo central. La mayoría de los nervios se cruzan y terminan en el colículo inferior del lado opuesto.
Casi todas las vías de señal auditiva humana se dirigen al colículo inferior. También recibe señales neuronales del colículo superior, fibras nerviosas somato-sensoriales del tronco encefálico y entrada de funciones superiores de la corteza auditiva del cerebro anterior. Aunque estas conexiones son principalmente bimodales, la mayoría de las señales de salida de ambos colículos inferiores se proyectan al cuerpo geniculado medial del cerebro, cuya función es similar a una centralita para análisis cognitivos adicionales. El trabajo del colículo inferior es el más básico, como la discriminación de tono, el reconocimiento de frecuencia de rampa y el reflejo de sobresalto.
La mayoría de las señales enviadas por el oído derecho cruzan al colículo inferior izquierdo del cerebro humano, y viceversa para el oído izquierdo. Este procesamiento paralelo binaural de la energía mecánica de las ondas de aire comprimido, también conocido como sonido, es esencial para la percepción humana. No a diferencia de la triangulación de radar, un colículo compara una señal dada con su contraparte en el colículo del lado opuesto para diferencias variables como el retraso de tiempo y el desplazamiento Doppler para localizar la fuente del sonido dentro del espacio tridimensional. La visión binocular humana, procesada por los colículos gemelos superiores, está habilitada por el mismo principio básico.