תאי העצב במוח מאורגנים בשכבות, כמו למשל בקליפת המוח הגדול (הקורטקס), או בצברים המכונים "גרעינים". מספר גרעינים מאורגנים לרוב במבנה, כמו למשל התלמוס, או כמו ההיפותלמוס.

למבנה זה, ההיפותלמוס, שכל גודלו ככפית תה, תפקידי מפתח במערכת המינית וההתנהגות המינית, ברעב, בצמא, בויסות הטמפרטורה הפנימית של הגוף, בבקרת תפקודה של מערכת הדם והלב, במצבי עקה (stress), ברגשות (אמוציות), בגדילה ועוד. ההיפותלמוס הוא חלק מן המערכת הגובלתית (לימבית), הקשורה בהתנהגות המונעת על-ידי רגשות - אכילה, לחימה, בריחה, פעילות מינית, וכן – לזיכרון. להיפותלמוס תפקיד מרכזי בבקרה על הפרשת הורמונים בגוף - הוא מפריש שורה של "הורמוני שיחרור", המורים על הפרשת הורמונים מן האונה הקדמית של בלוטת יותרת המוח (היפופיזה). ביניהם ההורמון GnRH, המעורר את ההיפופיזה להפריש הורמונים (המכונים הורמונים גונדוטרופים) הפועלים על האשכים ועל השחלות. ההיפותלמוס של גבר מפריש GnRH באופן רציף, ואילו ההיפותלמוס של אשה מפריש GnRH באורח מחזורי. בשני המקרים מדובר בהפרשה בפעימות, שתדירותן אחת לשעה בערך.