Den basala framhjärnan består av en grupp regioner i det nedre eller basala området av hjärnan. Även om dess funktioner inte är väl förstådda, är den viktig som producent av signalsubstansen acetylkolin. Det är känt för att ha effekt på uppmärksamhet, reflexer och inlärning. Degeneration i den basala framhjärnan är associerad med Alzheimers sjukdom.
Det råder inte så stor enighet om exakt vilka regioner som utgör den basala framhjärnan. Detta beror dels på att dessa områden delar sändare och kontakter med andra delar av hjärnan och dels på att deras fysiska gränser är oklara – deras neuroner kan spridas ut och dela utrymme med andra hjärnstrukturer. Den basala framhjärnan består till stor del av det område som en gång var känt som substantia innominata, eller ”regionen utan namn”, eftersom dess funktion var ett mysterium. Den består av tre områden – basalkärnan, den förlängda amygdala och ventrala striatopallidum – även om var och en av de tre innehåller mindre subregioner.
Det har skett framsteg i förståelsen av vilka syften områdena i den basala framhjärnan tjänar. Acetylkolin det producerar ökar uppmärksamheten och möjliggör medveten medvetenhet. Det mesta av hjärnans acetylkolin produceras här i basalkärnan. Denna höga koncentration av kolinerga celler, eller acetylkolininnehållande celler, ses som en specialisering som markerar en skillnad mellan primater och lägre livsformer. Djur som råttor saknar denna specialiserade kolinerga väg och producerar istället acetylkolin i sina hjärnbarkar.
Detta kolinerga system har viss koppling till ångest. Den kan aktivera ett defensivt svar på ett högt ljud, vilket gör att man kan agera snabbare än om informationen måste bearbetas i hjärnbarken. Basala framhjärnans neuroner är också involverade i motorisk kontroll och temperaturreglering.
Den basala framhjärnan har visat sig koppla ihop med hjärnans mål- och belöningscentra vid inlärning och bildandet av minne. En av dess underregioner, nucleus accumbens, är välkänd som ett belöningscentrum och tros vara ansvarig för frisättningen av signalsubstansen dopamin, som producerar läkemedelseufori. Nucleus accumbens är också involverad i abstinenseffekterna av droger. Forskare har undersökt sambanden mellan denna region och beroendeframkallande beteende.
Detta kolinerga system tros vara viktigt för att göra det möjligt för hjärnan att återhämta sig från skada. Lesioner till detta område är kopplade till minnesförlust. Skador på detta område, eller en brist på acetylkolin, ses hos patienter som har Alzheimers sjukdom.