Mesensefalon olarak da bilinen orta beyin, spesifik uyarıcılara cevap olarak aktive olur. Hem vücuttaki sinyallere hem de dış olaylara yanıt verir. Orta beyin aktivasyonu üzerine yapılan araştırmalar, beynin hangi alanlarının verilen uyaranlara cevap verdiğini ve bunların öğrenme ve daha karmaşık beyin aktivitesi gerektiren diğer aktivitelerde nasıl bir rol oynadığına bakar. Bu konuyla ilgilenen kişiler, araştırmacıların çeşitli uyaranlara maruz kaldıklarında konu beyinlerini taradıkları beyin araştırmalarına katılmak için başvurabilirler.
Beynin bu bölümü, bu yapı ile eleştirel düşünme, dil ve diğer karmaşık faaliyetlerden sorumlu üst düzey korteksler arasında yer alan beyin sapının bir parçasıdır. Daha yüksek ve daha düşük beyinden gelen sinyaller, orta beyin içinden geçerek, hareket ettikçe onu harekete geçirir, böylece nöronlar bilgiyi nereye yönlendireceklerini belirleyebilirler. Orta beyin aktivasyonu, göz hareketleri ve uyarılmaya dahil olan fizyolojik süreçler gibi bazı işlemleri doğrudan kontrol edebilir.
Vücudun içinde uyaranlar meydana geldiğinde, bir nörotransmiterler kaskadı sinyalini beyin sapı üzerinden orta beyine gönderir, burada bilgiyle ne yapacağına karar verir. Beynin başka bir bölgesine aktarabilir veya doğrudan iç sıcaklık kontrolü gibi bir işlemi düzenlemek için harekete geçebilir. Orta beyin aynı zamanda manzaralar ve sesler gibi dış uyaranlara cevap vererek, bilgiyi işleyerek ve beynin herhangi bir yerinde uygun bir yere toplayarak aktive eder.
Bu yapı ilişkisel öğrenmede rol oynamaktadır ve araştırmalar, deneklerin seçici orta beyin aktivasyonu sergileyen, belirli tür uyaranlara diğerlerine göre daha güçlü tepki verdiğini göstermektedir. Bu, tehlikeli olabilecek uyaranlara özellikle uyması gereken insan ırkının tarihini yansıtabilir. Yaklaşan bir avcı gibi bilgiye hızlı bir şekilde işleyebilme ve bunlara hızlı bir şekilde cevap verebilme becerisi, erken insanların hayatta kalmasına, genlerini gelecek nesillere aktarmasına izin verecekti.
Bazı akıl hastalıkları, özellikle şizofreni, orta beyin aktivasyonuna müdahale ediyor gibi görünmektedir. Bu, zihinsel hastalığı olan kişilerin yaşadığı halüsinasyonların, sanrıların ve diğer olayların gelişiminde rol oynayabilir. Bu tür hastalara ilaç tedariki, orta beyin aktivasyonu ve diğer nörolojik süreçlerde yer alan yolları kontrol ederek bu tür deneyimleri bastırmak için nörotransmitterlerini normalleştirmeye yardımcı olabilir. Psikiyatri hastaları arasında ilaç kullanımındaki değişken başarı, her beyin biraz farklı olduğu için ortaya çıkar ve ilaçlar, sonuçları farklı şekillerde etkileyebilir.
