Di otak manusia, hipotalamus adalah struktur yang bertanggung jawab untuk beberapa fungsi otonom. Sistem saraf otonom mengatur proses bawah sadar, seperti suhu tubuh, detak jantung, dan pernapasan. Satu bagian dari struktur ini adalah hipotalamus anterior, yang terlibat dalam beberapa proses.
Area preoptik adalah bagian dari hipotalamus anterior. Berperan dalam mengatur suhu tubuh. Di wilayah ini, ada neuron yang merespons perubahan suhu hipotalamus, disebut juga suhu inti. Neuron lain menerima masukan dari sel sensorik pada kulit dan sumsum tulang belakang yang mendeteksi perubahan suhu.
Memiliki beberapa neuron masukan yang berbeda memungkinkan hipotalamus anterior untuk menentukan suhu tubuh secara keseluruhan. Ini mengirim sinyal ke daerah yang lebih rendah yang dapat mempengaruhi suhu. Respons dapat bervariasi berdasarkan apakah suhu disebabkan oleh kondisi internal atau eksternal. Misalnya, mempengaruhi proses metabolisme dapat meningkatkan suhu internal. Menggigil adalah respons otomatis yang dapat membantu tubuh merespons suhu luar yang dingin.
Senyawa seperti pirogen dapat mempengaruhi neuron tertentu ini. Pirogen dibuat di dalam tubuh, dan meningkatkan sinyal dari sel sensorik yang mendeteksi dingin. Aktivitas ini menyebabkan hipotalamus anterior meningkatkan suhu tubuh sehingga terjadi demam.
Peran lain dari wilayah hipotalamus ini yang penting untuk fungsi normal melibatkan tidur. Nukleus suprachiasmatic di hipotalamus merespon adanya cahaya, menyebabkan struktur ini mengirim pesan ke kelenjar pineal. Ini pada gilirannya menyebabkannya berhenti memproduksi melatonin. Di antara fungsi penting lainnya, melatonin berperan dalam menginduksi tidur. Respon yang bervariasi terhadap tingkat cahaya yang berbeda menyebabkan hipotalamus anterior membantu mengatur ritme sirkadian.
Persepsi haus dan lapar dimediasi oleh bagian dari struktur ini. Dalam wilayah anterior, hipotalamus lateral memiliki neuron yang merespons kadar glukosa darah yang lebih rendah. Kadar glukosa darah yang lebih rendah menciptakan aktivitas di area ini, dan ketika neuron ini menyala, individu tersebut merasakan keinginan untuk makan.
Satu wilayah di hipotalamus anterior dapat membantu mengatur perilaku agresif. Hipotalamus basolateral merespon neurotransmiter kimia seperti vasopresin dan serotonin. Vasopresin mengaktifkan sel-sel di area ini yang mengarah pada perilaku agresif, seperti menggigit, pada hamster. Serotonin mencegah aktivasi neuron ini, sehingga mengurangi agresi.
Nukleus preoptik medial di wilayah ini berisi perbedaan ukuran antara pria dan wanita. Pada pria, struktur ini lebih besar, dan melepaskan hormon yang mempengaruhi kelenjar pituitari. Hormon-hormon ini terlibat dalam pematangan seksual pada pria. Stimulasi nukleus ini telah menyebabkan perilaku seksual pada tikus yang terlibat dalam penelitian pada hewan.