Nukleus subthalamic adalah sekelompok neuron yang ditemukan di dalam otak sebagian besar mamalia, termasuk manusia. Ini adalah bagian dari ganglia basal, kumpulan inti saraf yang membantu dalam koordinasi gerakan sukarela. Penembakan yang disinkronkan oleh nukleus subtalamus dan oleh neuron tetangga dari fungsi globus pallidus sebagai alat pacu jantung dari seluruh ganglia basal, dan diperlukan untuk kontrol gerakan yang stabil di tungkai. Peningkatan aktivitas abnormal nukleus subthalamic terjadi pada gangguan gerakan seperti penyakit Parkinson dan penyakit langka yang disebut hemiballismus.
Ganglia basal otak termasuk nukleus subthalamic bersama dengan daerah terkait seperti striate dan substantia nigra. Semua jalur moderat inti ini di otak yang penting untuk mengontrol gerakan sukarela. Mereka bersifat rangsang, yang berarti bahwa mereka bekerja dengan neuron-neuron yang menggairahkan untuk menyala secara elektrik. Bersama dengan serebelum, yang mengontrol gerakan melalui inhibisi, ganglia basalis adalah salah satu dari dua wilayah utama yang berkaitan dengan pelaksanaan gerakan volunter. Nukleus subthalamic secara anatomis dekat dengan thalamus dan berkomunikasi dengannya, karena itulah namanya.
Secara fungsional, nukleus subthalamic berhubungan erat dengan globus pallidus, daerah terdekat dari ganglia basalis. Kelompok-kelompok saraf ini adalah alat pacu jantung, yang berarti bahwa mereka menyala secara sinkron satu sama lain dan dengan demikian merangsang setiap neuron yang terhubung dengan mereka. Pada ganglia basalis primata, nukleus subtalamus menerima umpan balik dari neuron korteks serebral yang mengarahkan gerakan volunter. Jadi itu adalah bagian dari jalur yang menghubungkan perencanaan gerakan di korteks dengan bagian-bagian otak yang mengontrol pelaksanaan ototnya.
Aktivitas abnormal oleh nukleus subthalamic juga terlibat dalam disfungsi motorik penyakit Parkinson. Para peneliti telah mencatat bahwa penghancuran daerah ini karena stroke dan cedera lainnya biasanya meningkatkan gerakan pada pasien. Untuk pengobatan Parkinson, beberapa ahli bedah saraf telah mengembangkan prosedur yang dirancang untuk meniru efek baik dari kerusakan nukleus subtalamus ini. Disebut stimulasi otak dalam, hal itu dicapai dengan penempatan elektroda secara bedah di ganglia basal, menggunakan pulsa listrik untuk mengganggu aktivitas saraf tertentu di area tertentu. Beberapa uji klinis menunjukkan prosedur pengobatan medis lebih efektif pada pasien dengan gejala Parkinson yang parah.
Hemiballismus adalah gangguan gerak yang sangat langka yang ditandai dengan gerakan mengayunkan lengan dengan kekerasan di satu sisi tubuh. Biasanya terjadi akibat kerusakan nukleus subtalamus, meskipun kematian sel di bagian lain ganglia basalis dapat menyebabkan gejala yang lebih ringan. Setiap penyakit saraf yang menyerang nukleus yang mempengaruhi gerakan volunter berpotensi menyebabkan hemiballismus. Ini dapat terjadi akibat kekurangan oksigen karena stroke atau trauma. Tingkat keparahan hemiballismus tergantung pada tingkat kerusakan sel.