Perusaivot koostuvat alueiden ryhmästä aivojen ala- tai perusalueella. Vaikka sen toimintoja ei ymmärretä hyvin, se on tärkeä välittäjäaine asetyylikoliinin tuottajana. Sen tiedetään vaikuttavan huomioon, reflekseihin ja oppimiseen. Perusaivojen rappeutuminen liittyy Alzheimerin tautiin.
Ei ole paljon yksimielisyyttä siitä, mitkä alueet muodostavat perusaivot. Tämä johtuu osittain siitä, että näillä alueilla on lähettimet ja liittimet muiden aivojen osien kanssa, ja osittain siksi, että niiden fyysiset rajat ovat epäselvät – niiden neuronit voivat levitä ja jakaa tilaa muiden aivojen rakenteiden kanssa. Perusaivot koostuvat suurelta osin alueesta, joka tunnettiin aiemmin nimellä substantia innominata tai ”alue ilman nimeä”, koska sen toiminta oli mysteeri. Se koostuu kolmesta alueesta – perusydimestä, laajennetusta amygdalasta ja vatsan striatopallidumista – vaikka jokainen kolmesta sisältää pienempiä alialueita.
On edistytty ymmärryksessä siitä, mitä tarkoituksia basaalin etuaivojen alueet palvelevat. Sen tuottama asetyylikoliini lisää huomiota ja mahdollistaa tietoisen tietoisuuden. Suurin osa aivojen asetyylikoliinista tuotetaan täällä perusydimessä. Tämä korkea kolinergisten solujen tai asetyylikoliinia sisältävien solujen pitoisuus nähdään erikoistumisena, joka merkitsee eroa kädellisten ja alempien elämänmuotojen välillä. Eläimiltä, kuten rotilta, puuttuu tämä erikoistunut kolinerginen reitti ja ne tuottavat sen sijaan asetyylikoliinia aivokuorissaan.
Tällä kolinergisellä järjestelmällä on jonkin verran yhteyttä ahdistukseen. Se pystyy aktivoimaan puolustusvasteen kovalle äänelle, mikä mahdollistaa nopeamman toiminnan kuin jos tiedot olisi käsiteltävä aivokuoressa. Perusaivojen neuronit ovat myös mukana moottorin ohjauksessa ja lämpötilan säätelyssä.
Perusaivojen on osoitettu liittyvän aivojen tavoite- ja palkitsemiskeskuksiin oppimisessa ja muistin muodostumisessa. Yksi sen osa -alueista, ydin accumbens, tunnetaan palkitsemiskeskuksena, ja sen uskotaan olevan vastuussa huumeiden euforiaa tuottavan välittäjäaine dopamiinin vapautumisesta. Ydin accumbens osallistuu myös lääkkeiden vieroitusvaikutuksiin. Tutkijat ovat tutkineet tämän alueen ja riippuvuutta aiheuttavan käyttäytymisen välisiä yhteyksiä.
Tämän kolinergisen järjestelmän uskotaan olevan tärkeä, jotta aivot voivat toipua vammoista. Tämän alueen vauriot liittyvät muistin menetykseen. Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla havaitaan tämän alueen vaurioita tai asetyylikoliinin puutetta.