สมองส่วนกลางหรือที่เรียกว่า mesencephalon จะเปิดใช้งานเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เฉพาะเจาะจง มันตอบสนองทั้งสัญญาณจากภายในร่างกายและเหตุการณ์ภายนอก งานวิจัยเกี่ยวกับการกระตุ้นสมองส่วนกลางจะดูว่าสมองส่วนไหนตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นและวิธีการเหล่านี้มีบทบาทในการเรียนรู้และกิจกรรมอื่น ๆ ที่ต้องใช้สมองที่ซับซ้อนมากขึ้น ผู้ที่มีความสนใจเป็นพิเศษในเรื่องนี้สามารถสมัครเพื่อเข้าร่วมในการศึกษาสมองโดยที่นักวิจัยสแกนสมองของอาสาสมัครในขณะที่สัมผัสกับสิ่งกระตุ้นต่างๆ
สมองส่วนนี้เป็นส่วนหนึ่งของก้านสมองที่อยู่ระหว่างโครงสร้างนี้กับเยื่อหุ้มสมองระดับสูงที่รับผิดชอบการคิดอย่างมีวิจารณญาณภาษาและกิจกรรมที่ซับซ้อนอื่น ๆ สัญญาณจากสมองที่สูงขึ้นและต่ำลงผ่านไปยังสมองส่วนกลางเปิดใช้งานมันในขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ผ่านเพื่อให้เซลล์ประสาทสามารถกำหนดตำแหน่งที่จะส่งข้อมูล การเปิดใช้งาน Midbrain ยังสามารถควบคุมกระบวนการบางอย่างได้โดยตรงเช่นการเคลื่อนไหวของดวงตาและกระบวนการทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเร้าอารมณ์
เมื่อมีสิ่งเร้าเกิดขึ้นภายในร่างกายสารสื่อประสาทชนิดหนึ่งที่ส่งสัญญาณผ่านก้านสมองไปยังสมองส่วนกลางซึ่งจะทำการตัดสินใจว่าจะทำอย่างไรกับข้อมูล มันสามารถส่งผ่านไปยังพื้นที่อื่นของสมองหรือดำเนินการเพื่อควบคุมกระบวนการโดยตรงเช่นการควบคุมอุณหภูมิภายใน สมองส่วนกลางยังเปิดใช้งานเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกเช่นภาพและเสียงประมวลผลข้อมูลและรวมเข้ากับตำแหน่งที่เหมาะสมที่อื่นในสมอง
โครงสร้างนี้มีบทบาทในการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงและการวิจัยแสดงให้เห็นว่าผู้เรียนตอบสนองต่อสิ่งเร้าบางประเภทมากกว่าคนอื่น ๆ สิ่งนี้อาจสะท้อนถึงประวัติศาสตร์ของเผ่าพันธุ์มนุษย์ซึ่งจะต้องมีการปรับตัวโดยเฉพาะกับสิ่งเร้าที่อาจเป็นอันตราย ความสามารถในการประมวลผลและตอบสนองต่อข้อมูลอย่างรวดเร็วเช่นนักล่าที่กำลังจะมาถึงจะช่วยให้มนุษย์ยุคแรกอยู่รอดได้ส่งผ่านยีนของพวกเขาไปสู่คนรุ่นต่อไป
ความเจ็บป่วยทางจิตบางอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคจิตเภทดูเหมือนจะรบกวนการเปิดใช้งานสมองส่วนกลาง สิ่งนี้สามารถมีบทบาทในการพัฒนาภาพหลอนอาการหลงผิดและปรากฏการณ์อื่น ๆ ที่ผู้ป่วยทางจิตมีประสบการณ์ การให้ยาแก่ผู้ป่วยดังกล่าวสามารถช่วยทำให้สารสื่อประสาทเป็นปกติเพื่อระงับประสบการณ์ดังกล่าวโดยการควบคุมทางเดินที่เกี่ยวข้องในการกระตุ้นสมองส่วนกลางและกระบวนการทางระบบประสาทอื่น ๆ ความสำเร็จที่เปลี่ยนแปลงได้ของยาในผู้ป่วยจิตเวชเกิดขึ้นเพราะสมองแต่ละคนมีความแตกต่างกันเล็กน้อยและยาอาจส่งผลต่อผู้ป่วยในรูปแบบที่แตกต่างกัน
