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En neurosciences, le terme sous-cortical qualifie les régions du cerveau situées anatomiquement en dessous de la couche de cortex cérébral. Dans un sens un peu plus précis, il s'agit des noyaux de substance grise du télencéphale qui constituent les ganglions de la base, l'hippocampe (on l'inclue parfois avec l'ensemble formation hippocampique) et le complexe amygdalien.
Par abus de langage, on dit parfois de structures comme le cervelet, le thalamus ou le tronc cérébral qu'elles participent à des circuits sous-corticaux (par opposition à des circuits corticaux qui mettent en jeu uniquement le cortex cérébral) or ces structures ne font pas partie du télencéphale, cette utilisation du terme sous-cortical est donc à proscrire.
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