(Pars nervosa) Sie stellt entwicklungsgeschichtlich eine Ausstülpung des Zwischenhirns dar, mit dem sie auch in Verbindung bleibt und besteht aus dem Hypophysenstiel (Infundibulum) und dem Hypophysenhinterlappen, dem Lobus nervosus. Am Infundibulum werden wie an der Eminentia mediana die Steuerhormone des Hypothalamus freigesetzt und über das Pfortadersystem der Hypophyse zugeführt. Im Hypophysenhinterlappe herrschen marklosen Nervenfasern vor, bei denen es sich um Axone der Nervenzellen der supraoptischen und paraventrikulären Kerngebiete handelt. Sie enthalten sekretorische Granula, an die Effektorhormone gebunden sind, die in der Neurohypophyse gespeichert und bei Bedarf an die reichlich vorhandenen Gefäße abgegeben werden. Die Neurohypophyse einschließlich der Eminentia mediana gehören zu den zirkumventrikulären Organen und liegen damit außerhalb der Blut-Hirn-Schranke, sodaß hier humorale Faktoren Einfluß auf das Hirn nehmen können.

Unterhalb des Thalamus gelegener Teil des Zwischenhirns, der dem vegetativen Nervensystem übergeordnete Zentren enthält, die die wichtigsten Regulationsvorgänge des Organismus koordinieren. Hierzu gehören Wärmeregulation, Schlaf-Wach-Rhythmus, Blutdruck- und Atmungsregulation, Nahrungsaufnahme, Fettstoffwechsel, Wasserhaushalt, Sexualfunktion und Schweißsekretion. Der Hypothalamus besteht aus zahlreichen Kerngebieten, wobei in der Regel mehrere Kerne funktionell zusammenwirken. Zu den wichtigsten Kerngebieten gehören die Nuclei paraventriculares, die Nuclei supraoptici und die Nuclei tuberales. Der neuroendokrine Hypothalamus besteht aus seinen hormonbildenden Nervenzellen, die auf die endokrinen Zellen des Hypophysenvorderlappens wirken. Zu den Effektorhormonen gehören ADH und Oxytocin. Die Steuerhormone bewirken im Hypophysenvorderlappen entweder eine Hormonfreisetzung und werden dann als Releasing Hormone bezeichnet oder eine Hemmung der Sekretion, in diesem Fall werden sie als Release Inhibiting Hormone bezeichnet

Neuropeptid aus 9 Aminosäuren, das vor allem von magnozellulären Neuronen im Nucleus paraventricularis gebildet wird. Das Hormon wird in (nur elektronenmikroskopisch zu identifizierende Elementargranula) verpackt, in den Axonen zum Hypophysenhinterlappen transportiert, wo es durch Exozytose freigesetzt und von benachbarten Kapillaren aufgenommen wird. Oxytocin bewirkt die Milchejektion durch Kontraktion der Myoepithelzellen der Milchdrüsen und steuert die Tätigkeit der glatten Muskulatur des Uterus unter der Geburt (Wehen).

Antidiuretisches Hormon. ADH ist ein Neuropeptid aus 9 Aminosäuren und wird in den Nervenzellen des Nucleus supraopticus und des Nucl. paraventricularis des Hypothalamus als Teil eines großen Vorläufermoleküls gebildet und in Elementargranula ("dense core granules", nur elektronenmikroskopisch zu erkennen) verpackt. Die Granula werden in den Axonen der Nervenzellen in den Hypophysenhinterlappen transportiert und in den Nervenendigungen gespeichert. Bei Bedarf wird das vom Vorläufermolekül abgespaltene ADH über Exozytose in die Kapillaren des Hypophysenhinterlappens abgegeben. Über die Aktivierung spezifischer Rezeptoren führt ADH in den Epithelzellen der Sammelrohre in der Niere zum Einbau von Aquaporinen und bewirkt dadurch eine Wasserrückresorption und Harnkonzentrierung. Die ADH-Sekretion wird durch den effektiven osmotischen Drucks, das extrazelluläre Flüssigkeitsvolumen, bestimmte Medikamente, emotionale Einflüsse und Alkohol beeinflusst.