Kärnan tillhör gruppen limbiska thalamuskärnor och utgör det ena av thalamus två stora associationskärnkomplex (det andra är pulvinarkomplexet).
MD-kärnan har mycket omfattande tur-och-retur-kopplingar till det stora frontala associationsbarkområdet d.v.s. till hela prefrontala cortex inkl. orbitofrontala cortex samt till delar av premotoriska cortex.
MD-kärnan står också i förbindelse med olika delar av det limbiska systemet bl.a. med gördelvindlingens främre del, med piriforma cortex, med amygdala och med ventrala delen av globus pallidus (ventrala pallidum). Den senare förbindelsen skapar en koppling mellan nucleus accumbens ("ventrala striatum") och prefrontala cortex enligt basala gangliernas kretsmönster.
MD-kärnan har dessutom ett omfattande inflöde av signaler från olika delar av formatio reticularis bl.a. locus coeruleus och dorsala rafekärnan samt från colliculus superior och substantia nigra pars reticulata.
Kärnan sänder ut och tar emot signaler via den främre och undre synhögsarmen (thalamuspedunkeln).
Mitchell, A.S. (2015) The mediodorsal thalamus as a higher order thalamic relay nucleus important for learning and decision-making. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 54, 76-88.