Diversas estruturas estão localizadas no mesencéfalo, incluindo teto, tegmento, pedúnculo cerebral, substância negra, crus cerebri e nervos cranianos (oculomotora e troclear). o tectum consiste em protuberâncias arredondadas, chamadas colículos, envolvidas nos processos de visão e audição. o pedúnculo cerebral é um feixe de fibras nervosas que conectam o cérebro anterior e o cérebro posterior. O pedúnculo cerebral inclui o tegementum (forma a base do mesencéfalo) e o crus cerebri (tratos nervosos que conectam o cérebro com o cerebelo). o substantia nigra tem conexões nervosas com o Lobos frontais e outras áreas do cérebro envolvidas na função motora. As células da substância negra também produzem dopamina, um mensageiro químico que ajuda a coordenar músculo movimento.
Neurodegeneração de células nervosas na substância negra resulta em uma queda na produção de dopamina. Perda significativa nos níveis de dopamina (60-80%) pode resultar no desenvolvimento da doença de Parkinson. A doença de Parkinson é uma
sistema nervoso distúrbio que resulta na perda de controle e coordenação motora. Os sintomas incluem tremores, lentidão de movimentos, rigidez muscular e problemas de equilíbrio.