旧丘脑(paleothalamus)是感觉的中继站,接受来自低位脑的上行感觉神经纤维,中继后,特异性地投射到大脑皮质的特定区域。这些核团包括间脑的背侧丘脑的腹前核(一部分)、腹外侧核、腹后核和间脑的后丘脑的内、外侧膝状体。间脑的背侧丘脑的前核群也可属于旧丘脑。有人称旧丘脑核团为丘脑接替核,从机能上看可称为特异性核团。如腹后核(腹后外侧核和腹后内侧核)接受内侧丘系、脊髓丘脑束和三叉丘系传入的神经纤维,中继后投射到大脑皮质的中央后回及旁中央小叶后部;腹外侧核和腹前核接受小脑和纹状体传入的神经纤维,中继后投射到大脑皮质的中央前回;内侧膝状体接受听觉传入的神经纤维,中继后投射到大脑皮质的颞横回(听皮质);外侧膝状体接受视觉传入的神经纤维,中继后投射到视皮质。