有人認為，在丘腦或頂蓋水平就可能對疼痛、溫度以及一些觸覺衝動進行有意識的識別。一般說來，這些感覺的簡單識別可通過腹後核的整合而完成，或在其受損傷的情況下，也可以在中線核、某些髓板內核與頂蓋部完成；這些部位也接受來自脊髓和三叉神經核的痛覺、溫覺和觸覺的衝動。在某些丘腦疾患和頂葉皮質切除的病例中，一些其他結構也可作為痛覺、溫覺感知的基礎。但一般認為這幾種感覺的定性和定量的特征還需要皮質和丘腦的整合作用。
丘腦核不是簡單的中繼核，而且也是某些傳入衝動的整合中樞。
丘腦傳入衝動經整合與加工後，把衝動投射到大腦皮質。腹後核及內、外側膝狀體也不是簡單的中繼站，經過中繼站的傳入衝動到丘腦進行整合與加工。
具有不同感覺整合功能的核團，投射不同的皮質區域。較簡單的軀體感覺與內髒衝動中繼後投射到與中央溝相鄰的4、3、2、1區。
胃腸道某些內髒衝動投射到島葉。簡單的視覺衝動中繼後投射到枕葉後極的17區。聽覺衝動則中繼後投射至顳葉上後部的41和42區。
經過整合的內髒衝動和軀體衝動，投射到後中央溝前方、後方的皮質區即額前區和頂後區的皮質。較複雜的視覺衝動投射到皮質18區和19區。聽覺衝動則投射到鄰接皮質41區和42區的22區。這些丘腦皮質聯係有點對點的排列形式。
腹中間核及腹前核分別處於小腦皮質與大腦皮質以及紋狀體與大腦皮質之間。紋狀體特別是尾狀核在某些皮質的影響下，通過上一個或兩個核團，可能還通過其他核團，將皮質和皮質下的運動性和感覺性整合活動彙通起來。
丘腦網狀係在丘腦皮質－皮質調節中具有重要的意義。動物實驗提示它們對大腦皮質的電活動發揮著巨大的影響，因此推測在正常生活中可能對皮質神經元的活動也產生巨大的影響。丘腦皮質間的相互作用，可能是人的運動模式、思維活動過程的基礎。
中線核、背內側核特別是前核等背側丘腦核，接受來自丘腦上部和邊緣係統的衝動，並投射到額前區、眶回以及扣帶回等廣大的皮質區域，參與情緒反應。
小腦的結構是怎樣的
小腦位於顱後窩內，在延髓和腦橋的背側，三者之間為第四腦室。
小腦的組成主要包括蚓部、小腦半球和小腦腳。小腦表麵為小腦皮質，其深部為白質。白質深部有核團，最大核團是齒狀核。蚓部發生較早稱舊小腦，小腦半球發生較晚稱新小腦。蚓部維持身體平衡，小腦半球主要是調節四肢運動。小腦通過上、中、下3對小腦腳與神經係統其他部分進行廣泛的聯係。
小腦的核團包括齒狀核、栓狀核、球狀核和頂核4對。這些核團主要接受浦肯野細胞的纖維，其傳出纖維經小腦腳而離出。
小腦有3種纖維聯係：聯絡纖維為聯係同側半球各部分的纖維；連合纖維為連接小腦兩半球的纖維；投射纖維為經小腦腳傳入傳出的纖維。
蚓部主要接受以下各係統的纖維。①本體感覺係統：發自後角底部的脊髓小腦後束，發自兩側後角細胞的脊髓小腦前束；②前庭係統：發自前庭上核到達小腦皮質，再到頂核（或直接到頂核）；③視覺和聽覺可能由頂蓋經結合臂傳入。
小腦半球主要接受以下各係統的纖維，包括錐體束、額橋束、顳枕橋束、下橄欖體的纖維和自主神經係統的纖維。
小腦腳是小腦與中樞神經係統的聯係通路。小腦下腳主要接受深部感覺傳入。傳入纖維為脊髓小腦背側束、背外側弓狀纖維、腹外側弓狀纖維以及由三叉神經、麵神經及舌咽神經等感覺核發出的纖維。
傳出纖維為小腦前庭束和小腦橄欖束。
小腦中腳的傳入纖維由內腦橋核發出，止於對側小腦半球後葉（是額橋束及顳橋束的繼續），傳出纖維由小腦發出到對側小腦半球。
小腦上腳（結合臂）的傳出纖維起於所有小腦核（除頂核外），在中腦交叉到對側，止於紅核（其中部分纖維複經紅核至丘腦，止於對側大腦半球，一小部分下至延髓網狀結構），傳入纖維為脊髓小腦腹側束（由脊髓上行經延髓、腦橋，經小腦上腳止於同側小腦前葉皮質），被蓋小腦束（起於上丘，止於小腦）。