Srednji mozak, također poznat kao mezencefalon, aktivira se kao odgovor na specifične podražaje. Reagira i na signale unutar tijela i na vanjske događaje. Istraživanje aktivacije srednjeg mozga promatra koja područja mozga reagiraju na dane podražaje i kako oni igraju ulogu u učenju i drugim aktivnostima koje zahtijevaju složeniju moždanu aktivnost. Osobe s posebnim interesom za ovu temu mogu se prijaviti za sudjelovanje u studijama mozga, gdje istraživači skeniraju mozak svojih ispitanika dok su oni izloženi raznim podražajima.
Ovaj dio mozga dio je moždanog debla, smješten između ove strukture i korteksa više razine odgovornih za kritičko mišljenje, jezik i druge složene aktivnosti. Signali iz višeg i nižeg mozga prolaze kroz srednji mozak, aktivirajući ga dok se kreću kako bi neuroni mogli odrediti kamo usmjeriti informacije. Aktivacija srednjeg mozga također može izravno kontrolirati neke procese, poput pokreta očiju i fizioloških procesa uključenih u uzbuđenje.
Kada se podražaji pojave unutar tijela, kaskada neurotransmitera šalje signal kroz moždano deblo u srednji mozak, gdje odlučuje što će učiniti s informacijom. Može ga prenijeti na drugo područje mozga ili poduzeti akciju kako bi izravno regulirao proces poput kontrole unutarnje temperature. Srednji mozak se također aktivira kao odgovor na vanjske podražaje kao što su prizori i zvukovi, obrađujući informacije i spajajući ih na odgovarajuće mjesto drugdje u mozgu.
Ova struktura igra ulogu u asocijativnom učenju, a istraživanja sugeriraju da ispitanici jače reagiraju na određene vrste podražaja nego na druge, pokazujući selektivnu aktivaciju srednjeg mozga. To može odražavati povijest ljudske rase, koja bi morala biti posebno usklađena s podražajima koji bi mogli biti opasni. Sposobnost obrade i brzog reagiranja na informacije poput predatora koji se približava omogućila bi ranim ljudima da prežive, prenoseći svoje gene na sljedeću generaciju.
Čini se da neke mentalne bolesti, osobito shizofrenija, ometaju aktivaciju srednjeg mozga. To može igrati ulogu u razvoju halucinacija, deluzija i drugih pojava koje doživljavaju osobe s mentalnim bolestima. Pružanje lijekova takvim pacijentima može pomoći normalizaciji njihovih neurotransmitera za suzbijanje takvih iskustava kontroliranjem puteva uključenih u aktivaciju srednjeg mozga i druge neurološke procese. Promjenjiv uspjeh na lijekovima među psihijatrijskim pacijentima događa se jer je svaki mozak malo drugačiji, a lijekovi mogu utjecati na pacijente na različite načine kao rezultat.