O lobo límbico, também chamado sistema límbico ou cérebro paleomamático, é um conjunto complexo de estruturas dentro do cérebro. Encontrado em todos os mamíferos, esse sistema é evolutivamente mais antigo que o córtex cerebral, mas muito mais jovem que o tronco cerebral. Nos seres humanos, a memória, o aprendizado, a emoção e a percepção sensorial são todos suportados por estruturas nesta seção do cérebro.
O sistema límbico é importante para a sobrevivência de todos os mamíferos. A capacidade dos mamíferos de comportamento afetivo se origina nesses sistemas. Isso leva os mamíferos a repetir ações que produzem um resultado agradável e cessam ações que produzem um resultado desagradável. Com uma maior compreensão de causa e efeito, os mamíferos podem aprender rapidamente. O carinho, que leva os pais mamíferos a cuidar de seus filhotes, também se origina no lobo límbico.
Nos humanos, o lobo límbico está localizado na parte externa do tronco cerebral e abaixo do córtex cerebral. Seu posicionamento entre essas duas seções é representativo de sua história evolutiva, pois se desenvolveu após o tronco cerebral reptiliano primitivo e antes do cérebro primata mais moderno. Cortar um cérebro ao meio medialmente revelará uma seção transversal do lobo límbico que é muito mais fina e mais simplista que o córtex cerebral e inclui muito mais dobras que o tronco cerebral.
O lóbulo límbico é constituído por vários sistemas que suportam memória, aprendizado, emoção e percepção. Embora esses sistemas envolvam um pensamento mais consciente do que os reflexos automáticos controlados pelo tronco cerebral, eles são menos controláveis do que as habilidades de pensamento mais altas suportadas pelo córtex cerebral. O lobo límbico é composto de muitas estruturas pequenas, incluindo o tálamo, hipotálamo, amígdala e hipocampo.
O tálamo, localizado no cérebro anterior, é onde quase todos os dados sensoriais entram no cérebro. Esse sistema é conhecido como estação retransmissora, pois, uma vez que coleta informações dos olhos, nariz, ouvidos e língua, os neurônios enviam as informações para outras partes do cérebro, onde podem ser assimiladas e utilizadas. O hipotálamo, localizado abaixo do tálamo, está envolvido no processamento de emoções, fome, sede e controle do sistema nervoso autônomo.
Localizados próximos ao tálamo, os neurônios da amígdala suportam memória, medo e emoção. É uma seção relativamente grande do cérebro. O hipocampo, localizado atrás da amígdala, suporta a memória e o aprendizado. Esse sistema está particularmente envolvido na recuperação de relações espaciais e na conversão de memória de curto prazo em memória de longo prazo.