Le bulbe rachidien a la même constitution histologique que la moelle, mais la distribution respective de ses différentes parties y est sensiblement modifiée. En effet, les faisceaux blancs (fibres à myéline) s'y entrecroisent et se joignent au faisceau pyramidal direct du côté opposé (dont le croisement s'est fait, fibre à fibre, dans la moelle), venu en avant (décussassion des pyramides). Réunis, ces deux faisceaux forment la pyramide bulbaire antérieure (motrice), passent dans la protubérance, et enfin dans le pied du pédoncule cérébral pour gagner l'hémisphère cérébral. Les fibres des cordons postérieurs (sensitifs) se terminent dans les noyaux de Goll et de Burdach, d'où émergent de nouvelles fibres sensibles, dont l'ensemble constitue le ruban de Reil, qui va au cerveau par l'étage supérieur du pédoncule cérébral. Quant aux faisceaux cérébelleux directs, ils restent du même côté et gagnent le cervelet par les pédoncules cérébelleux inférieurs (corps restiformes).

Dans le bulbe, la partie grise est fragmentée en noyaux distincts, qui sont les noyaux des nerfs crâniens. Le prolongement de la corne antérieure (motrice) donne, de bas en haut : à la base, le noyau de l'hypoglosse, du moteur oculaire externe et accessoire du facial, du pathétique et du moteur oculaire commun; à la tête, le noyau moteur du glosso-pharyngien, du pneumogastrique et du spinal, du facial et du trijumeau. Le prolongement de la corne postérieure (sensitive) donne, à la base : le noyau de l'auditif et le noyau sensitif des nerfs mixtes; à la tête, le noyau sensitif du trijumeau. Il faut noter que l'origine réelle de ces noyaux sensitifs se trouve en dehors de l'axe cérébro-spinal, dans les ganglions rachidiens ou les ganglions homologues de Gasser, d'Andersch, etc., situés sur le trajet des nerfs crâniens sensitifs.

Limitée par les pédoncules cérébelleux, la surface postérieure du bulbe est losangique et constitue le plancher du quatrième ventricule, qui représente l'épanouissement du canal de l'épendyme, dont la paroi postérieure fait défaut. Le quatrième ventricule se ferme en canal par en haut et donne naissance à l'aqueduc de Sylvius. La pointe inférieure du quatrième ventricule forme le calamus scriptorious.

Face postérieure du bulbe rachidien.  L, L', lobes optiques; Pcs, pédoncules cérébelleux supérieurs; Pcm, moyens; Pci, infériuers; V, plancher du 4e ventricule; C, S, calamus scriptorius.

L'excitation des pyramides croisées produit : ou des mouvements, si l'excitation est superficielle, - ou des mouvements et de la douleur, si l'excitation est profonde, dans la moitié opposée du corps. La section des pyramides et du ruban de Reil produit l'hémiplégie et l'hémianesthésie du côté opposé, à la condition, toutefois, en ce qui touche les faisceaux moteurs, que la lésion atteigne la partie supérieure de la protubérance. Autrement, il y a paralysie alterne, c'est-à-dire une paralysie intéressant la face du côté de la lésion et les membres du côté opposé.

Différents noyaux bulbaires des nerfs crâniens agissent sur les muscles volontaires, comme centre réflexes des mouvements de la mastication, de la succion, de la déglutition, de la phonation, des paupières et des globes oculaires. C'est ainsi que, dans la paralysie glosso-labio-laryngée (Duchenne, de Boulogne), il y a dégénérescence et atrophie plus ou moins complète des noyaux de l'hypoglosse, du facial et des nerfs mixtes.

D'autres noyaux gris du bulbe agissent comme centres de réflexes viscéraux. Ce sont : le centre respiratoire ou noeud vital de Flourens, à la pointe du calamus scriptorius, niveau des origines du pneumogastrique, et dont la piqûre détermine l'arrêt immédiat de la respiration; - le centre modérateur cardiaque, dans le noyau des nerfs mixtes, dont l'excitation amène l'arrêt du coeur en diastole; - les centres vaso-moteurs, en avant du bec du calamus, qui contrairement à l'opinion jadis émis par Ludwig et Schiff, ne sont pas seuls à agir, puisque Vulpian et Goltz ont montré qu'il en existe d'autres dans la moelle; - enfin des centres sécrétoires, dont l'excitation donne lieu à différents phénomènes : 

1° la piqûre du plancher du quatrième ventricule, entre l'origine des nerfs acoustiques et celle des pneumogastriques (expérience de Claude Bernard) produit un diabète temporaire; 

2° un peu plus bas, cette piqûre produit la polyurie simple; 

3° un peu plus haut, elle entraîne l'albuminurie

4° portée, enfin, dans une région élargie du plancher, elle détermine une exagération de la sécrétion salivaire. (NLI).