Hersengebieden die een belangrijke rol spelen in het oriëntatiesysteem zijn de superieure pariëtale cortex en de temporale-pariëtale junctie (zie figuur 1). De superieure pariëtale cortex wordt actief tijdens het daadwerkelijk richten van de aandacht op iets in de fysieke of mentale ruimte. Er is vaak co-activatie met een gebied van de frontale cortex dat verantwoordelijk is voor het controleren van de oogbewegingen (Frontale Oogvelden). Dat komt omdat we onze ogen vaak richten op de dingen waar we onze aandacht op richten. De temporaal-pariëtale verbinding speelt een rol bij het "uitschakelen" van onze aandacht, zodat deze kan worden verlegd naar nieuwe of andere relevante informatie. De neurotransmitter die een belangrijke rol lijkt te spelen in het oriëntatiesysteem is acetylcholine (ACh). Het cluster van neuronen dat verantwoordelijk is voor de productie en afgifte van Acetylcholine bevindt zich ook in de hersenstam (zie figuur 3).