Le cerveau câblé et le cerveau hormonal se complètent mutuellement de façon remarquable. Dans les systèmes sensoriels et moteurs, la communication se doit d'être rapide et d'aller d'un point précis à un autre.
Il en va tout autrement pour des phénomènes comme l'attention, le plaisir, le sommeil ou l'anxiété. Ces humeurs et ces états globaux du cerveau dépendent de neurones qui projettent leurs axones de façon beaucoup plus diffuse dans le cerveau.
- Les neurones du cerveau hormonal se distinguent de ceux du cerveau câblé de plusieurs façons. Regroupés surtout dans le tronc cérébral et la région centrale du cerveau, ils forment de petits amas de milliers de cellules qui projettent toutefois leurs axones dans de vastes régions de l'encéphale. Un seul de ces neurones peut donc en influencer plus de 100 000 autres grâce aux neuromodulateurs qu'ils déversent dans l'espace extracellulaire plutôt que dans la fente synaptique.
- Il en résulte aussi des effets plus longs à s'établir et qui durent plus longtemps que ceux des neurotransmetteurs des circuits du cerveau câblé. L'implication de seconds messagers dans le mode d'action des neuromodulateurs n'est pas étranger à cette dynamique.
- Les neurones du cerveau sécrètent des substances qui règlent le fonctionnement des glandes du reste du corps. La voie principale de ce contrôle passe par l'hypophyse, une petite glande située à la base du cerveau dont les hormones influencent pratiquement toutes les glandes de l'organisme. Or celle-ci est grandement influencée par les neuromodulateurs que produit l'hypothalamus (on parle alors de neurohormones).