Rombencephalon hänvisar till det kaudala området av neuralröret, en struktur från vilken hjärnan och ryggmärgen kommer från under tidiga stadier av mänsklig embryonal utveckling. Även kallad bakhjärnan, rhombencephalon ger upphov till myelencephalon och metencephalon regioner, bildar den fjärde ventrikeln och en stor del av hjärnstammen som primärt ansvarar för vegetativ funktion såsom blodtryck och hjärtfrekvens. Skador på bakhjärnan ger upphov till misslyckande i det autonoma nervsystemet, okoordinerade och försenade motoriska svar, samt kognitionssvårigheter.
Myelencephalonstrukturer omfattar medulla oblongata, den nedre delen av den fjärde ventrikeln och den nionde till tolfte kranialnerverna. Beläget längst ner i bakhjärnan sitter medulla oblongata, ett pyramidformat organ som huvudsakligen ansvarar för reglering och kontroll av kardiovaskulära och andningsorgans aktiviteter, inklusive hjärtslag, andning och blodtryck. Kranialnerver nio och tio, glossofaryngeal respektive vagus, hjälper till att kontrollera blodtrycket i halspulsåderna och aorta, den största artären i kroppen genom vilken syresatt blod rör sig i systemisk cirkulation. Medan den accessoriska nerven behövs för att röra huvudet, såsom vid vändning och nickning, tillåter den tolfte kranialnerven, hypoglossal, användning av tungan.
Två organ utvecklas från metencephalon: lillhjärnan och pons. Lillhjärnan liknar den större storhjärnan och tillhandahåller över hälften av hjärnans nervceller och är nödvändig för kroppsställning och rörelsekoordination. Beläget under mellanhjärnan ligger knippen av neuronala kanaler som kallas pons, och skapar en bro som förbinder lillhjärnan och märgen med mellanhjärnan. Denna del av rhombencephalon inkluderar en del av den fjärde ventrikeln, som tillhör en grupp sammankopplade hålrum som innehåller cerebrospinalvätska (CSF), som fungerar som det centrala nervsystemets skydd mot skadliga ämnen, trauma och överdrivet tryck. Pons spelar också en roll i sömnen och mönster av upphetsning genom retikulära formationen, ett nätverk av kärnor.
En sällsynt hjärnanomali som påverkar vissa nyfödda, kallad rhombencephalosynapsis, är ett tillstånd som resulterar i en sammansmält lillhjärna där vermis, en rombencefalonstruktur som separerar de cerebellära hemisfärerna, saknas vid födseln. Karaktäriserad av muskelsvaghet, snabba ofrivilliga ögonrörelser, huvudskakningar och en ostadig gång, orsakar denna störning utvecklingsförseningar i motoriska färdigheter som att stå och gå. Kognitiva problem och beteendeproblem är också vanliga, men beror på graden av engagemang. Barn med rhombencefalosynapsis föds ibland med fysiska defekter i händerna där fingrarna är sammanfogade eller saknas. Den förväntade livslängden är vanligtvis mycket kortare, eftersom de som lider av sjukdomen dör under barndomen.