De hersenstam is een goed georganiseerde intermediaire structuur die functioneel de hersenschors met het ruggenmerg verbindt. Het omvat slechts 2,5% van de gehele hersenen, maar dient een belangrijke functie die noodzakelijk is voor het overleven van de mens. De belangrijkste vitale functies zijn controle van de ademhaling, bloeddruk en pols. Het maakt ook deel uit van het systeem dat verantwoordelijk is voor het bewustzijn. Het is de doorgang van sensorische en motorische neurale vezels die verschillende delen van het lichaam innerveren. Het is samengesteld uit drie structuren, namelijk de middenhersenen, pons en medulla. Midbrain wordt aangeduid als de bovenste hersenstam. Pons en medulla vormen de onderste hersenstam. Belangrijke sensorische, motorische en gemengde zenuwen ontstaan doordat de hersenstam uiteindelijk door de schedel naar buiten komt om zijn doelwitorgaan te bereiken.
Pons komt uit het Latijn, wat letterlijk "een brug" betekent. Het bevat verschillende neurale geleidingsvezels die in de lengterichting, transversaal en achterwaarts zijn gericht om neurale impulsen aan omringende structuren te leveren. De pons bevinden zich tussen de middenhersenen en de medulla oblongata. Daarachter is het cerebellum. Het wordt schromelijk gekenmerkt door twee bolvormige structuren, de superieure en midden cerebellaire steel genoemd. Deze steeltjes verbinden het pontinegedeelte van de hersenstam met het cerebellum, wat een neurale structuur is die nodig is voor normale gang en balans.
Vier belangrijke craniale zenuwen ontstaan uit de pons, namelijk de vestibulocochlear zenuw (8e schedelzenuw), de aangezichtszenuw (7e schedelzenuw), buik van de buik (6e schedelzenuw) en de driehoekszenuw (5e schedelzenuw). De vestibulocochlear zenuw stuurt zenuwen impulsen naar het oor voor auditieve functie. Het is ook belangrijk voor het verkrijgen van een gevoel van evenwicht. De pons bevat ook een neurale structuur genaamd "het olivaire complex", die geluidslokalisatie in de ruimte en vermindering van ruis mogelijk maakt. Het is een speciale neurale structuur voor horen. De gezichtszenuw stuurt motorimpulsen naar de gezichtsspieren, waardoor mensen gezichtsuitdrukkingen kunnen hebben. Het biedt ook smaaksensatie aan de voorkant twee derde van de tong, vergemakkelijkt scheuren en kwijlen. De nervus abducens bestuurt de spier van het oog die verantwoordelijk is voor het zijwaarts kijken. De trigeminuszenuw geeft de sensorische functie door aan het gezicht. Het biedt ook de functie van de motor aan kauwspieren die kauwen mogelijk maakt.
De medulla oblongata is het onderste deel van de hersenstam. Het bevindt zich ter hoogte van het foramen magnum, de achteropening van de schedel. In grote lijnen lijkt het op een subtiele vergroting van het bovenste deel van het ruggenmerg, met een diameter van 1 cm en een lengte van 2,5 cm. Het wordt gekenmerkt door twee verschillende verhogingen. De eerste prominente structuur wordt de medullaire piramides genoemd. Dit zijn neurale vezels die motorische functies bieden, die afdalen van de hersenschors naar het ruggenmerg. Interessant is dat in de hersenstam deze neurale vezels naar de andere kant kruisen ter hoogte van de medulla oblongata. Daarom zijn de medullaire piramides ook bekend als de piramidale decussering. Dit heeft belangrijke klinische implicaties omdat het verklaart waarom een beroerte aan de rechterkant van het hersenhelft zich manifesteert met zwakte of verlamming van de linkerkant van het lichaam. Grosso modo is een andere prominente uitstulping de inferieure olivary nucleus, die de medulla verbindt met het cerebellum.
In tegenstelling tot de pons, zijn de schedelzenuwen die uit de medulla komen, de glossofaryngeale zenuw (9e schedelzenuw), nervus vagus (10e schedelzenuw), spinale bijkomende zenuw (11e schedelzenuw) en hypoglossale zenuw (12e schedelzenuw). De glossofaryngeale zenuw functioneert om smaaksensatie aan de achterkant van de tong te geven en activeert de farynxspieren om te helpen bij het slikken. De nervus vagus is een autonome zenuw die de langste loop heeft. Het loopt van de farynx naar de milt buiging van de dikke darm. Het helpt de spieren te activeren voor slikken en fonatie. Het stelt borst- en buikorganen in staat normaal te functioneren. De nervus vagus is ook verantwoordelijk voor gag reflex, die kan worden opgewekt door het achterste deel van de tong of de keelholte wanden te aaien. De spinale accessoire zenuw zorgt voor extra neurale vezels naar de nervus vagus. Het helpt bij het draaien van het hoofd en haalt de schouders op door de juiste spieren te activeren. De hypoglossale zenuw vergemakkelijkt het slikken door vrijwillige tongbeweging toe te staan. Motorzenuwen die vitale organen innerveren zijn afkomstig van de medulla oblongata. Een voorbeeld is het cardiovasculaire centrum, dat verantwoordelijk is voor samentrekking van de hartspier, waardoor we een stabiele bloeddruk en hartslag kunnen hebben. Het vasomotorische centrum functioneert om de uitzetting van bloedvatwanden te reguleren. Het ademhalingscentrum is verantwoordelijk voor de controle van verschillende aspecten van de ademhaling, zoals diepte, snelheid en ritme, en bevindt zich ook in de medulla. Andere reflexcentra, die mediëren over braken, hoesten, niezen, slikken en hikken veroorzaken, passeren ook de medulla..
Als onderdeel van de lagere hersenstam zijn zowel de pons als medulla oblongata belangrijke neurale structuren met verschillende anatomische kenmerken en fysiologische functies. De pons bevindt zich superieur, net boven de medulla. Het bevat zenuwen die belangrijk zijn voor het gehoor, het evenwicht, het bewegen van de gezichtsspieren, kauwen en zijwaarts kijken. De medulla bevindt zich inferieur, net boven het ruggenmerg. Het bevat neurale structuren die essentieel zijn om het menselijk leven te ondersteunen. Het vergemakkelijkt slikken, spreken, draaien van het hoofd en schouderophalend.