Oltre a quello contenuto nella scatola cranica, nel nostro corpo ci sono altri due cervelli: uno nel cuore e uno nell'intestino.

La teoria del "cervello trino" trium brain o cervello tripartito è stata ideata dal neuroscienziato Paul D. MacLean nel 1962, con lo scopo di descrivere le funzioni evolutive dell'encefalo. Queste tre zone, secondo MacLean rispecchiano le fasi di evoluzione dei vertebrati; infatti esse corrispondono al cervello dei rettili o complesso R (tronco encefalico), quello dei mammiferi antichi o primitivi (paleo-encefalo) e quello dei mammiferi recenti o evoluti (neocorteccia).

Paul Donald MacLean ha suddiviso il cervello in tre sezioni:

cervello rettiliano, chiamato così perché simile per anatomia e funzioni al cervello dei rettili: rappresenta la parte più antica del cervello, infatti risale a 500 milioni di anni fa, e oltre alla regolazione delle attività riflesse, contiene funzioni istintive necessarie per la sopravvivenza, come la scelta e la difesa del territorio, ma anche altre forme quali la lotta, la fuga, l'appagamento dei bisogni fisiologici e il comportamento sessuale. Questa parte è costituita dal midollo spinale,il tronco encefalico,il talamo,i nuclei ipotalamici e ipofisari, parte del mesencefalo con il nucleo caudato, il putamen, il globus pallidus.
cervello limbico o cervello paleo-mammaliano: è più recente rispetto al cervello rettiliano, in quanto si forma tra i 300 e 200 milioni di anni fa. Questa zona è considerata più flessibile del cervello rettiliano ed è riservata principalmente alle emozioni, come rabbia e paura e al comportamento di autoconservazione, cioè l'istinto di nutrirsi e di proteggersi dai pericoli dell'ambiente esterno: questo è stato dimostrato attraverso osservazioni di pazienti affetti da epilessia, in quanto durante una scarica epilettica essi provavano sensazioni come fame, sete, nausea, senso di soffocamento e accelerazione cardiaca. Il sistema limbico è formato dai bulbi olfattivi, il fornice, l'ippocampo, l'amigdala, il giro cingolato.
cervello neocorticale o cervello neo-mammaliano: la neocorteccia è la parte più recente, infatti appare 200 milioni di anni fa nei primati umani. Il cervello neocorticale è la sede dove sviluppa il pensiero critico ed il linguaggio, la capacità di adattamento, di apprendimento e di pianificazione a lungo termine,qui risiedono la riflessione, il ragionamento logico, il pensiero astratto del sapere, delle invenzioni, delle idee e della fantasia.

Tutte queste porzioni del cervello influiscono sul comportamento dell'uomo, anche se la parte che domina la maggior parte dei comportamenti è il cervello rettiliano. Queste tre sezioni del cervello presentano molte differenze strutturali e chimiche, ma nonostante ciò esse devono collaborare tra di loro e funzionare tutte e tre insieme, comportandosi proprio come un cervello unico: cervello "uno e trino".