אחד משני מבנים דמויי-ביצה עשויים חומר אפור, שנמצאים עמוק בתוך כל המיספרה מוחית. הם משמשים כתחנות ממסר לכל המסרים התחושתיים שנכנסים אל המוח, לפני העברתם אל קליפת המוח. בתלמוס מתחילה המודעות לתחושות כגון חום, כאב, מגע וכו'; ייתכן שלתלמוס יש תפקיד גם בזיכרון לטווח ארוך.