Physiologisch betrachtet stellt das thalamokortikale System einen zentralen neuronalen Schaltkreis dar, der den Thalamus mit der Großhirnrinde verbindet und für die Verarbeitung sowie Weiterleitung sensorischer und motorischer Informationen während des Wachzustands unerlässlich ist. Diese Funktion ist für bewusstes Verhalten von zentraler Bedeutung. Während des Schlafs fungiert der Thalamus als Generator langsamer Rhythmen, die im EEG als Spindeln und Deltawellen in Erscheinung treten. Eine Störung der thalamokortikalen Interaktion sowie veränderte zelluläre Eigenschaften der beteiligten Neurone führen zu einer Reihe neurologischer und neuropsychiatrischer Erkrankungen. 
 

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