Подкорковые безусловнорефлекторные сексуальные центры расположены в области межуточного мозга — в гипоталамусе. Этот отдел мозга с гипоталамусом является местом стыка нервной и эндокринной регуляции функций различных внутренних органов и систем. Здесь происходит переключение нервных импульсов на секрецию химических соединений — гормонов. Нервные клетки гипоталамуса продуцируют гормоноподобные вещества, так называемые реализующие факторы (или нейрогормоны), которые способствуют выделению гипофизом тропных гормонов — стимуляторов эндокринных желез. Эти мобилизующие факторы у мужчин выделяются постоянно, у женщин — волнообразно, циклично. Гипоталамус является высшим вегетативным центром — центральный высокодифференцированным регулятором организма. Здесь заложены пульты управления функциями важнейших систем организма, тончайшими процессами всех видов обмена веществ и энергии, температурного баланса, секреции эндокринных желез.
Гипоталамус представляет собой крохотный участок мозга, глубоко упрятанный почти в центре мозговой ткани, наделенный природой весьма большими «полномочиями». Его «вниманием» не обойден ни один из важнейших жизненных процессов. Он управляет всем сложнейшим «внутренним хозяйством» организма. Гипоталамус непосредственно связан с гипофизом. Среди многочисленных функциональных ядер в гипоталамусе находятся и центры половой функции, осуществляемой через вегетативно-нервные проводники и через гормональную деятельность гипофиза. Созревание центров половой функции требует действия мужского полового гормона тестостерона. В гипоталамусе сосредоточен аппарат и эмоциональных реакций.
Некоторые ученые область гипоталамуса и гипофиза называют «биологическими пасами», координирующими важнейшие жизненные процессы в организме, а также регулирующими менструальные циклы у женщины.
Спинномозговые центры расположены в спинном мозгу раздельно: центр эрекции — в крестцовом отделе, центр эякуляции — в поясничном. Они имеют тесную функциональную связь — находятся в постоянном взаимодействии и соподчинении. В то же время они связаны, с одной стороны, с гипоталамическими и корковыми центрами, с другой — с нейрорецепторами половых органов и прилежащих придаточных желез (простата, семенные пузырьки). Спинальные центры являются непосредственными исполнителями возбудительных и тормозных импульсов, идущих от коры и подкорки мозга. Без правильного их функционирования невозможно нормальное физиологическое протекание эрекции и эякуляции. Вот почему при некоторых нарушениях половой функции наблюдаются расстройства; функциональной последовательности возбуждения спинальных центров.
Спинномозговые центры эрекции и эякуляции отличаются периодичностью функционирования, быстрой сменой состояния максимального возбуждения и резкого падения возбудимости с последующим периодом полной невозбудимости после каждой эякуляции. Наличие периода невозбудимости, видимо, обусловлено и закреплено эволюционно, как механизм, оберегающий от неоправданных энергетических затрат и выбрасывания недозрелых спермиев.
Центр эрекции возбуждается значительно легче и быстрее, чем центр эякуляции. Например, одинаковые периферические раздражения, если они умеренны и непродолжительны, вызывают только эрекцию, если же они очень сильны и длительны, то позднее могут вызвать и эякуляцию.
Степень возбудимости спинномозговых центров эрекции и эякуляции постепенно изменяется под влиянием самых разнообразных факторов, среди которых одно из первых мест принадлежит сексуальным условнорефлекторным раздражителям через кору головного мозга.