До середнього мозку (СрМ) належать червоні ядра, ретикулярна формація, ядра 3 і 4 черепних нервів, чотиригорбикове тіло. Через СрМ проходять висхідні та низхідні шляхи, які проводять імпульси до вище розташованих відділів та від них.
Функція чорної речовини пов’язана з регуляцією рухів: 1) допоміжних, які супроводять основні (ритмічні рухи, рух під час ходьби чи бігу); 2) мімічних; 3) співдружних (жування і ковтання); 4) дрібних, або точних (гра на піаніно, рухи хірурга, писання). При ураженні чорної речовини людина не може писати, грати на піаніно, наявним є маскоподібне обличчя, спочатку ковтає, а потім жує і под. Чорна субстанція функціонально щільно пов’язана з блідою кулею.
Функція чотиригорбикового тіла полягає в утворенні орієнтовних рефлексів, або сторожових. У рефлексах беруть участь передні горбки чотиригорбикового тіла (первинні зорові центри) - у відповідь на світлове подразнення виникають зорові орієнтовні рефлекси, а також задні (первинні центри слуху) - у відповідь на звукові подразнення формуються слухові орієнтовні рефлекси.
Функція червоних ядер. Від них починається руброспінальний шлях, який йде в бокових стовпах СМ, його волокна закінчуються переважно на інтернейронах, а частина - на мотонейронах. Основний вплив червоних ядер полягає в збудженні α- та γ-мотонейронів-згиначів і в гальмуванні мотонейронів-розгиначів. При ураженні червоних ядер посилюється тонус м’язів-розгиначів (децеребраційна ригідність). Якщо тварину поставити на лапи, то вона буде стояти наче іграшкова
