La médula espinal está conectada al cerebro por el tronco cerebral. La médula oblongada conecta la médula espinal con otras estructuras en el tronco cerebral y el cerebro propiamente dicho. El tronco encefálico es responsable de algunos de los procesos más básicos de supervivencia, incluido el control del hambre, la sed, la presión arterial, la temperatura corporal y la respiración.
En los humanos, el tronco cerebral consta de tres estructuras: la médula oblonga, la protuberancia y el cerebro medio. La médula oblonga es responsable de los centros cardíacos, respiratorios y vasomotores que controlan la presión arterial, la frecuencia cardíaca y la respiración. Esta estructura también controla los centros reflejos responsables de los vómitos, los estornudos, la tos y la deglución. Se estima que la médula oblongata ha evolucionado en organismos vertebrados hace aproximadamente 505 millones de años en peces tempranos, ya que está presente en especies de peces primitivos como el hagfish y lamprea.
La estructura de pons se encuentra entre el cerebro medio y el bulbo raquídeo. Es responsable de llevar las señales neuronales desde el cerebelo a la médula oblonga y de llevar las señales sensoriales al tálamo. Esta función de relé de señal hace que las funciones significativas de la función sensorial como el equilibrio, el gusto, el tacto y la audición. El cerebro medio es responsable de llevar las señales a otras áreas del cerebro importantes para la audición, la visión y el control motor. También es responsable de la activación del sueño /vigilia y la regulación de la temperatura corporal. El pons y el cerebro medio son estructuras del sistema nervioso muy primordiales, y están presentes en organismos vertebrados, desde insectos comunes hasta humanos.