Deze liggen net voor- en aan de rug van de hypothalamus.

Veel cellen in de basale voorhersenen zorgen voor axonen die wijd verspreid zijn over de hypothalamus en de cerebrale cortex. In de meeste gevallen scheiden deze axonen acetylcholine af als transmitter en bij de meeste synapsen veroorzaakt dit exitatie.

Beschadiging van de basale voorhersenen leidt tot verminderde arousal, -aandacht en –leervermogen. Ook leidt het tot verlenging van de non-remslaaptijd.

Bij de ziekte van Alzheimer zijn de basale voorhersenen beschadigd.

Dit is een achterhersenstructuur.

Deze wordt alleen actief bij betekenisvolle gebeurtenissen (b.v. straf) en misschien is belangrijk bij een soort arousal dat we nodig hebben om herinneringen op te slaan. Het feit dat de locus coeruleus inactief is tijdens de remslaap kan misschien verklaren waarom we veel dromen snel vergeten.

Neuronen in de reticulaire formatie die omhoog lopen regelen de arousal. Deze neuronen krijgen veel input uit de sensorische gebieden en hun axonen lopen breeduit door de cortex. Een sensorische stimulus prikkelt de reticulaire formatie en die prikkelt op zijn beurt de cortex. Naast de reacties op sensorische stimuli produceert de reticulaire formatie ook zelf spontane activiteit.

Prikkeling van de RF tijdens de slaap leidt tot wakker worden.

Wanneer een relaxed persoon een moeilijke taak begint leidt dit tot toename van de activiteit van de RF; Het

EEG verandert van veel langzame golven in korte onregelmatige golven, terwijl activiteit van de RF op zich het

EEG niet desynchroniseert. Dit komt omdat neurale activiteit boven de 30 Hz door de RF wordt vergemakkelijkt. De opname van de EEG lijkt daardoor onregelmatiger en willekeuriger dan hij is.

Waakzaamheid, aandacht voor een bepaalde stimulus, voorbereiding om een herinnering op te slaan, doelgericht zijn zijn overlappende- maar verschillende vormen van arousal, waarvoor veel hersengedeeltes nodig zijn. De RF is één van die gebieden van het waaksysteem, waaronder ook de laterale hypothalamus, het locus coeruleus en de verspreide clusters van cellen in de basale voorhersenen vallen.

Deze structuur loopt van de medulla naar de voorhersenen en bevat neuronen met axonen die omhoog lopen naar de hersenen en omlaag naar het ruggemerg.