曾经有人对恒温动物的脑作过分段切除的实验。实验发现切除大脑皮层和部分皮层下结构后，只要保持下丘脑及其以下的神经结构的完整，动物虽在行为方面出现异常，但仍具有维持恒温的能力。如再进一步破坏下丘脑，动物则不能再维持相对恒定的体温，这些实验说明了调节体温的主要中枢在下丘脑。
曾有实验认为，下丘脑前部，在前连合和视交叉之间，主要是促进散热。而下丘脑外侧区的后部区域主要是促进产热。
也有实验证明，下丘脑前部并不是体温调节中枢，而是中枢性温度感受器存在的部位；下丘脑后部，则可能是对体温情况加以整合的部位。下丘脑后部能将由中枢性温度感受器发生的神经冲动和从皮肤温度感受器传入的神经冲动统一起来，并对体温进行整合调节。
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