Situat în interiorul creierului se află un set de structuri denumite în mod colectiv sistemul limbic. Jucând un rol principal în emoție și motivație, organele principale includ hipotalamusul, amigdala și hipocampul. Părțile sunt aranjate într-o rețea în buclă, interconectată, situată în jurul vârfului trunchiului cerebral. El comunică cu cortexul prefrontal și este numit și „creierul emoțional”.
Structura sistemului limbic se dezvoltă în timpul perioadei de creștere embrionară dintr-o formă timpurie a creierului anterior numită telencefal. Maturarea tubului neural stabilește sistemul nervos central, format din creier și măduva spinării. Telencefalul devine creierul în care sunt adăpostite structurile sistemului limbic.
Hipotalamusul asigură echilibrul homeostatic, necesar pentru menținerea și reglarea temperaturii corpului, a tensiunii arteriale și a metabolismului. În timp ce amigdala determină relevanța fricii, această structură a sistemului limbic generează răspunsuri fiziologice, cum ar fi o inimă accelerată, transpirație și o frecvență respiratorie crescută. Este o reacție de protecție la o amenințare percepută care permite comportamente de salvare a vieții.
Asociată cu stări de anxietate, cum ar fi tulburarea de panică și fobiile, amigdala este implicată în special în producerea fricii. În ea sunt stocate amintirile reacțiilor la evenimente înspăimântătoare, care pot provoca tulburări mintale. Această mică pereche de organe în formă de migdale situate în partea de jos a buclei caudate este responsabilă pentru răspunsul „luptă sau fugă”.
Important în procesul de învățare, hipocampul este capabil de consolidare – atașând o imagine fizică memoriei permițând recuperarea acesteia. Până când se întâmplă acest lucru, stocarea informațiilor este scurtă. Structura hipocampală a sistemului limbic este implicată în primul rând în învățarea efectivă a unei abilități sau sarcini; nu este locul de depozitare permanentă. Alte zone ale creierului sunt responsabile pentru acest lucru, cum ar fi cortexul.
Condițiile psihiatrice au fost legate de deteriorarea structurii sistemului limbic. La pacienții schizofrenici, de exemplu, mai multe zone, inclusiv hipocampul și amigdala, sunt semnificativ mai mici decât în mod normal. Schizofrenia este o tulburare psihică care provoacă probleme cu gândirea, percepția și abilitățile cognitive.
Mărirea ventriculară indică o deficiență a țesutului cerebral care este, de asemenea, legată de demență, cum ar fi în boala Alzheimer. În boala Alzheimer, degenerarea țesutului cerebral începe în hipocamp, afectând memoria și cogniția. Cercetătorii consideră că persoanele cu schizofrenie se pot naște cu anomalii sau că acestea au apărut cândva în timpul copilăriei timpurii. Cei cu Alzheimer au dezvoltat treptat modificări anormale ale creierului în timp, de obicei mult mai târziu în viață.