Среднему мозгу приписывается роль в организации сторожевого рефлекса – мгновенной мобилизации всего организма к активной деятельности при возникновении опасности. При этом вся мускулатура приводится в состояние готовности к быстрому действию: застывание (стоп-рефлекс), вздрагивание и настораживание (ориентировочная реакция) и, наконец, автоматическое (неосознавамое) бегство при большой опасности. Таким образом, на уровне всех структур среднего мозга происходит первичная интеграция соматических, вегетативных, гуморальных раздражителей и формируются сложные безусловные реакции, функциональные системы – оборонительная, ориентировочная, пищевая, гомеостатическая и др., с характерными для них вегетативными компонентами и химической спецификой.
Примером сторожевого рефлекса может быть поступление звукового сигнала в структуры среднего мозга, в нижнее двухолмие, являющегося промежуточным центром слухового пути. Нервные клетки пластинки четверохолмия имеют прямые связи с мотонейронами двигательных рогов спинного мозга. Благодаря этим связям при поступлении сильного звукового сигнала к клеткам нижнего двухолмия промежуточные центры слухового анализатора обеспечивают ответную двигательную реакцию на раздражение (вздрагивание, резкий поворот к источнику звука и т. д.) и обеспечивают готовность коры головного мозга к приему поступающего звукового сигнала. Также происходит обеспечение зрительного сторожевого сигнала. При поступлении зрительного сигнала в нейроны верхнего двухолмия, являющегося промежуточным центром зрительного анализатора, этот сигнал обрабатывается на подкорковом уровне. Нервные клетки верхнего двухолмия имеют прямые связи с мотонейронами двигательных рогов спинного мозга и с двигательными ядрами черепно-мозговых нервов глазодвигательной группы (III пара – глазодвигательный нерв, IV пара – блоковый нерв и VI пара – отводящий нерв). Связи верхнего двухолмия дают возможность обеспечить зрительный сторожевой рефлекс или старт-рефлекс, который заключается в обеспечении ответной двигательной реакции на раздражение и обеспечение реакции глаз на источник света, а также обеспечение готовности зрительных центров коры больших полушарий к приему поступающего зрительного сигнала.
Водопровод мозга, или Сильвиев водопровод, является полостью среднего мозга. Образуется он в онтогенезе из полости третьего мозгового пузыря, представляет собой канал, расположенный над ножками мозга и под четверохолмием, диаметр просвета в среднем 1,5–2,0 мм. Начинается он в нижнее-задней части третьего мозгового желудочка и тянется до верхнего отдела четвертого мозгового желудочка. Функция сильвиева водопровода состоит в обеспечении циркуляции ликвора от третьего желудочка к четвертому. При повышенном содержании спинномозговой жидкости в желудочковой системе головного мозга диаметр Сильвиева водопровода может расширяться.