เซลล์ประสาทของ SN มีการจัดเรียงตามหน้าที่โดยประมาณตามแนวยาวของนิวเคลียส: เซลล์ประสาทรับรสตั้งอยู่ทางด้านหน้า (โดยมีเส้นประสาทนำเข้าจากส่วนหน้าของลิ้นและเพดานปากอยู่ทางด้านหน้าสุด และเส้นประสาทนำเข้าจากกล่องเสียงและลิ้นไก่จะอยู่ทางด้านหลังมากกว่า) เซลล์ประสาทระบบทางเดินอาหาร ระบบหัวใจและหลอดเลือด และระบบทางเดินหายใจตั้งอยู่ทางด้านหลังมากกว่า อย่างไรก็ตาม การจัดตำแหน่ง/การจัดระเบียบบางส่วนยังเกิดขึ้นตามแกนด้านหน้า-ด้านหลังและแกนกลาง-ด้านข้างด้วย^{[ 5 ]}

• การรับรสเกิดจากเส้นประสาทใบหน้า (CN VII)ผ่านทางเส้นประสาทชอร์ดาไทม์พานี (จากส่วนหน้า 2/3 ของลิ้น), เส้นประสาทกลอสโซฟาริงเจียล (CN IX) (จากส่วนหลัง 1/3 ของลิ้น) และเส้นประสาทเวกัส (CN X) (จากกล่องเสียง)
• ตัวรับสารเคมีและตัวรับแรงกลของเส้นทางประสาทรับความรู้สึกภายในทั่วไป (GVA) จากต่อมแคโรติดและไซนัสแคโรติดผ่านทางเส้นประสาทสมองคู่ที่ IX ( เส้น ประสาทไซนัสแคโรติด ); จากต่อมเอออร์ติกและส่วนโค้งเอออร์ติกผ่านทางเส้นประสาทสมองคู่ที่ X
• ตัวรับสารเคมีและตัวรับกลไกของเส้นทางประสาทรับความรู้สึกภายในทั่วไป (GVA) มีปลายประสาทอยู่ที่หัวใจ ปอด ทางเดินหายใจ ระบบทางเดินอาหาร คอหอย และตับ ผ่านทางเส้นประสาทลิ้นและเส้นประสาทเวกัส บริเวณเฉพาะอวัยวะของโครงสร้างประสาทจะถูกรักษาไว้ในนิวเคลียสเดี่ยว^{[ 6 ]}อินพุต GVA เล็กน้อยเพิ่มเติมจากโพรงจมูก เพดานอ่อน และโพรงไซนัสจะเข้ามาทางเส้นประสาทใบหน้า^{[ 7 ]}

การส่งสัญญาณประสาทนำเข้าที่ไม่เกี่ยวข้องกับประสาทรับความรู้สึก ได้แก่:

• โซนกลางของไฮโปทาลามัส → มัดเส้นใยตามยาวด้านหลัง → สีเทารอบท่อ → อินพุตอัตโนมัติของนิวเคลียสเดี่ยว^{[ 8 ] : 451}

นิวเคลียสเดี่ยวส่งสัญญาณไปยังหลายบริเวณของระบบประสาทส่วนกลาง รวมถึง:

• ทาลามัส (ทำหน้าที่ควบคุมการตอบสนองของระบบประสาทอัตโนมัติ^{[ 3 ]}การรับรู้รสชาติการรับรู้ความรู้สึกภายใน เช่น ความรู้สึกอิ่ม/ว่างเปล่าของกระเพาะอาหาร^{[ 9 ]} )
  • (ส่วนตรงกลางสุดของ) นิวเคลียสเวนทรัลโพสเตอร์มีเดียลของทาลามัส → (ผ่านเซลล์ประสาทลำดับที่สาม ) คอร์เทกซ์รับความรู้สึกและคอร์เทกซ์อินซูลาร์^{[ 5 ]}
• นิวเคลียสพาราเวนทริคูลาร์ของ^{[ 10 ]}ไฮโปทาลามัส → ระบบลิมบิก^{[ 5 ]} (ทำหน้าที่ควบคุมการตอบสนองของระบบประสาทอัตโนมัติ) ^{[ 3 ] [ 5 ]}
• การก่อตัวของร่างแห (ทำหน้าที่ควบคุมการตอบสนองของระบบประสาทอัตโนมัติ) ^{[ 3 ] [ 5 ]}
• เซลล์ประสาทก่อนปมประสาทพาราซิมพาเทติก (สำหรับการตอบสนองอัตโนมัติ) ^{[ 3 ]}
• นิวเคลียสกลางของอะมิกดาลา^{[ 10 ]}
• บริเวณพาราบราเคียล^{[ 10 ]}
• โลคัสโคเอรูเลียส^{[ 10 ]}
• นิวเคลียสดอร์ซัลราเฟ^{[ 10 ]}
• เส้นทางโซลิตาริโอสไปนัล → ระดับบนของไขสันหลัง^{[ 5 ]}
• ศูนย์ควบคุมการเคลื่อนไหวของอวัยวะภายในหรือระบบหายใจอื่นๆ^{[ 10 ]}

SN ฉายไปยังนิวเคลียสของเส้นประสาทสมอง อื่นๆ อีกหลายนิวเคลียส : ^{[ 11 ]}

• นิวเคลียสต่อมน้ำลาย
• นิวเคลียสไฮโปกลอสซัล
• นิวเคลียสด้านหลังของเส้นประสาทเวกัส
• นิวเคลียส ambiguus (เพื่อเป็นสื่อกลางในการสะท้อนปิดปาก)

ส่วนรับสัญญาณของวงจรสะท้อนการสำลัก จะถูกส่งผ่านเส้นประสาทรับความรู้สึกของ CN IX ซึ่งสิ้นสุดที่ SN จากนั้น SN จะส่งสัญญาณไปยังนิวเคลียสแอมบิกูอัสซึ่งจะก่อให้เกิดเส้นใยสั่งการของ CN IX/X ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นตัวกลางในส่วนส่งสัญญาณของวงจร^{[ 11 ]}