Не менее важная роль в регуляции активности мозга принадлежит таламусу. Эта структура поражает своей склонностью к генерации ритмической электрической активности. В ответ на одиночное электрическое раздражение специфического, ассоциативного или неспецифического ядра таламуса в нем возникает ритмический разряд последействия в виде серии волн затухающей амплитуды одной частоты (8—12/с).

Кроме того, в таламусе чаще, чем в других структурах мозга, спонтанно возникают медленные волны («сонные» веретена), которые сходны с корковыми веретенами (16-18/с).

Повторная электрическая стимуляция неспецифических ядер таламуса на частоте около 8—12/с вызывает в коре реакцию рекрутинга, которая воспроизводит частоту стимуляции и очень похожа на веретена, спонтанно возникающие в коре. На этом основании Р. Морисон и Ф. Демпси, первыми открывшие рекрутирующий ответ, предположили существование в срединной части таламуса генерального пейсмекера или ритмического осциллятора, распространяющего синхронизированные влияния на обширные области коры в виде медленных волн ЭЭГ.

Между ретикулярной активирующей системой и таламической системой выявлены реципрокные отношения: первая обусловливает пробуждение и активацию, вторая — подавление кортикальной возбудимости и сон.

Однако представление о функции таламуса только как тормозной было отвергнуто экспериментами Г. Джаспера. В 1955 г. появилась его теория о диффузно-проекционной таламической системе, согласно которой неспецифические структуры таламуса могут влиять на кору не только тормозно, но и активирующе. Реакции активации коры, вызываемые с таламуса, локальны и имеют более короткую продолжительность по сравнению с ЭЭГ-активацией, обусловленной активирующей системой ствола мозга. Они также более устойчивы к угашению, чем генерализованная ЭЭГ-активация.

Таким образом, ЭЭГ-реакции активации, вызываемые активизирующей системой ствола мозга и неспецифической системой таламуса, различаются как генерализованные и локальные, тонические и фазические, быстро и медленно угасающие. Эти особенности позволяют связывать функцию активирующей системы ствола мозга с поддержанием определенного уровня активности в нервной системе, а таламическую неспецифическую систему с селективным вниманием и локальным ориентировочным рефлексом.