Эпифиз — маленькая железа, массой всего 170 мг, являющаяся выростом крыши третьего желудочка мозга и расположенная между верхними буграми четверохолмия. С мозгом эпифиз соединен полой ножкой, в которую заходит карман третьего желудочка. Эпифиз изучен явно недостаточно. Рене Декарт считал эпифиз вместилищем души, однако Галлер полагал, что он слишком мал для этого. Вольтер писал о том, что эпифиз — это вожжи для управления большими полушариями мозга. Мажанди думал, что эпифиз — это клапан для регуляции тока цереброспинальной (спинномозговой) жидкости.
    Эпифиз обладает светочувствительностью, и именно через него режим освещенности влияет на циркадные (суточные) ритмы у филогенетически древних видов, например рептилий. У некоторых древних рептилий эпифиз превращается в «теменной глаз», и над ним возникает теменное отверстие в черепе. Кожа, покрывающая это отверстие, лишена пигментов. Очевидно, что у некоторых низших позвоночных клетки эпифиза были фоторецепторами, однако до сих пор не ясно, является ли эпифиз «попыткой создания» эволюционно нового органа — третьего глаза или, наоборот, является рудиментом ранее успешно функционировавших органов, подвергшихся дегенерации. Во всяком случае, ни у одного из существующих в настоящее время животных теменной глаз не действует как орган зрения.
    У млекопитающих эпифиз также участвует в регуляции циркадных ритмов. В эпифиз по нервным путям непрерывно поступает информация о степени освещенности, ритмичном чередовании дня и ночи.
    Гормон эпифиза — мелатонин по своему химическому строению является модификацией медиатора ЦНС серотонина, который в свою очередь синтезируется из аминокислоты триптофана. Секреция мелатонина уменьшается на свету и усиливается в темноте. Показано увеличение секреции этого гормона у слепых людей.
    Мелатонин обладает мембранной рецепцией и действует через систему G-белков на активность аденилатциклазы, подавляя ее.
    Под воздействием мелатонина происходят изменения в обмене черного пигмента — меланина, локализованного в коже, радужке, сетчатке, некоторых структурах мозга, в результате кожа светлеет, повышается чувствительность фоторецепторов сетчатки.
    Таким образом, в отношении действия на обмен меланина мелатонин является антагонистом гормона гипофиза МСГ, вызывающего потемнение кожи. Описан целый ряд воздействий мелатонина на гипоталамо-гипофизарную систему и ряд периферических эндокринных желез, причем эти эффекты выражаются в подавлении секреции гормонов, усиливающих обмен веществ и стимулирующих рост. Среди этих гормонов — тиролиберин, люлиберин, тироксин, инсулин, гормоны коры надпочечников, половые гормоны. Вместе с нервными влияниями, осуществляемыми некоторыми ядрами гипоталамуса, мелатонин участвует в обеспечении суточных ритмов человека, в том числе и ритмов секреции ряда гормонов. Мелатонин — антигонадотропный гормон. Его секреция снижается при половом созревании, что стимулирует замыкание системы гипоталамус — гипофиз — гонады.
    Мелатонин обладает целым рядом воздействий на функции мозга. Так, увеличенное образование и секреция его в темноте может приводить к депрессии у лиц, вынужденных бодрствовать и работать в темное время суток. Повышенный уровень мелатонина индуцирует сонливость, вялость, может вызвать длительный глубокий сон.
    По-видимому, угнетая синтез некоторых факторов, усиливающих рост тканей, ускоряющих деление клеток, мелатонин может тормозить развитие опухолей.
    Нарушения в функционировании эпифиза наблюдаются относительно редко. Однако при возникновении опухоли эпифиза возникает закупорка канала, соединяющего третий и четвертый мозговые желудочки, возрастает внутричерепное давление, ухудшается зрение, иногда — слух. И хотя хирургическое удаление опухоли эпифиза трудновыполнимо, это единственный метод лечения.