В настоящее время среди исследователей сформировалось представление о том, что старая кора совместно с миндалевидным ядром, некоторыми ядрами гипоталамуса и частью таламических ядер представляет собой единую функциональную систему. Эту систему назвали лимбической системой (от лат. limb — кайма). К ней относят три группы структур головного мозга. Первая группа — это филогенетически наиболее древние образования коры: гиппокамп (аммонов рог и зубчатая извилина), грушевидная доля, обонятельные луковицы и обонятельный бугорок. Вторая группа — это области коры, филогенетически более молодые. Эта группа состоит из лимбической коры (медиальная часть коры, включающая в себя поясную, субкаллозальную и парагиппокампальную извилины), окаймляющей мозговой ствол, и из пресубикулума. К третьей группе относятся миндалина, перегородка, гипоталамус, передние ядра таламуса и центральное серое вещество среднего мозга.
Лимбическая система участвует в управлении вегетативными функциями, регулирует мотивационную сферу, эмоциональное и инстинктивное поведение (пищевое, половое, оборонительное) высших животных. Структуры лимбической системы, отвечающие за возникновение и протекание эмоций, известны под общим названием «эмоциональный круг Папеца», или Пейпеца, что более правильно. Названы они по имени американского нейроанатома Дж. Пейпеца, который в 1937 году описал замкнутую цепочку нервных структур, начинающуюся и заканчивающуюся в гиппокампе и включающую в себя маммилярные тела, передние ядра таламуса, а также поясную извилину.
Лимбическая система оказывает влияние на смену фаз сна и бодрствования. Некоторые ее структуры (гиппокамп, миндалевидный комплекс и т. д.) вовлечены в осуществление процессов памяти.
В основе эффективной работы лимбической системы лежит не только общность функций старой коры с высшими гипоталамическими центрами, но и наличие между этими структурами очень тесных анатомических связей, создающих систему замкнутых кругов. Такая организация лимбической системы создает условия для многократного прохождения сигналов по структурам, участвующим в их анализе, обработке и трансформации, что существенно повышает надежность работы всей структуры в целом.