分布于中樞神經系統的各級部位。如將動物中樞神經系統分段橫切，若在脊髓頸部低處橫切，則體溫無法保持而似變溫動物。如在胸部較上段橫切脊髓，動物抗寒力稍強，但體溫仍不恒定。由于腦部可控制前肢和胸部骨骼肌活動，并通過交感縮血管神經調節血管收縮，可使骨骼肌產熱和減少皮膚血流而保溫。動物在中腦切斷后，抗寒力下降。在下丘腦以上的前腦部位切除，而保留下丘腦完整，這種動物可在冷、熱環境中保持體溫恒定，而長期生存。說明下丘腦為體溫調節的基本中樞。進一步研究表明，當貓的下丘腦前部接受局部加溫或電刺激時，引起淺速呼吸，皮膚血管舒張和腳跖發汗等散熱反應；當前部被損毀，貓在熱環境中的散熱能力即消失，但對冷環境中產熱反應仍存在。而對下丘腦后外側部實驗結果正好相反。認為下丘腦前部為散熱中樞所在，而后外側部則為產熱中樞所在。兩者間有交互抑制作用，而保持體溫恒定。本世紀60年代，神經生理學家先后發現，動物脊髓和中樞都存在對溫度敏感的神經細胞，有的對溫熱刺激敏感，有的對冷刺激敏感，特別下丘腦的視前區和前部的溫敏神經元反應靈敏。如用溫熱水通過微細導管灌流狗的此部位時，引起代謝率下降，皮膚血管舒張，皮膚溫度上升，以及淺速呼吸以散熱。當用冷水灌流該部位時，結果則相反。因此認為此區是對來自皮膚，溫度感受器和血液、內臟的溫度變化的刺激感受和整合部位，起著調定點作用。調定點（set point）通常指恒溫裝置中溫度調節樞紐，可調到所需溫度點。
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