زکری نایت، عصب‌شناس دانشگاه کالیفرنیا سان‌فرانسیسکو که به‌تازگی مقاله‌ای مروری درباره نوروبیولوژی تشنگی در مجله‌ی Neuron منتشر کرده است، توضیح می‌دهد: «مدارهای عصبی که گرسنگی و تشنگی را کنترل می‌کنند، در ساختارهای اولیه مغز مانند هیپوتالاموس و ساقه مغز واقع شده‌اند.»
به دلیل محل قرارگیری و ترکیب پیچیده نواحی مغزی مرتبط با کنترل گرسنگی و تشنگی، مدت زمان زیادی نیست که دانشمندان علوم عصبی شروع به درک چگونگی عملکرد بنیادی تشنگی کرده‌اند. پژوهشگران دریافته‌اند که بدن پر از حسگرهایی است که اطلاعاتی درباره میزان آب یا نمک مورد نیاز به مغز می‌دهند. اینکه این حسگرها چگونه کار می‌کنند یا دقیقاً چه هستند، هنوز برای دانشمندان معما است.
برای درک تشنگی در پستانداران، باید آن را کمتر به عنوان اعلام واقعیت بدن به مغز یعنی «من به آب نیاز دارم» و بیشتر به عنوان نظارت مغز بر محیطش، یعنی بدن، در نظر گرفت. مانند بوم‌شناسی که نمونه‌ای از رودخانه می‌گیرد، مغز ترکیب شیمیایی خون را بررسی کردن می‌کند تا بفهمد بدن به چه چیزی نیاز دارد.
دو مورد از اندام‌های دور بطنی یعنی OVLT و SFO، اندام‌های حسی هستند که عملکردی شبیه بینی یا گوش دارند. آن‌ها مانند دانشمندان خون بدن را بررسی کردن می‌کنند تا سلامت آن را بسنجند. مغز اطلاعات بدن درباره‌ی میزان نمک و آب را جمع‌آوری می‌کند، آن را به بخش‌های عمیق‌تر مغز می‌فرستد و این بخش‌ها سپس احساس تشنگی را ایجاد می‌کنند.
ارگان‌های آزمایش‌کننده خون، میزان آب را اندازه نمی‌گیرند، بلکه غلظت نمک را بررسی کردن می‌کنند که محدوده سالم آن تقریباً همان غلظتی است که در آب کم‌نمک نواحی جزر و مد هست، یعنی همان محیطی که مهره‌داران برای اولین بار در آن زندگی و تکامل یافتند.
وقتی نسبت آب به نمک خیلی پایین باشد، تشنه می‌شویم. حدود ۶۰ درصد بدن انسان از آب تشکیل شده است، اگرچه این عدد بین بافت‌ها متفاوت است (استخوان ۳۱ درصد، مغز ۷۳ درصد، ریه‌ها ۸۳ درصد). تغییر ۱ تا ۳ درصدی در محتوای آب خون که معمولاً حدود ۶۰ درصد است، برای OVLT و SFO کافی است تا احساسات ناخوشایند آشنا را ایجاد کنند که به رفتار مصرف آب منجر می‌شود. اگر سطح نمک بالا باشد، حیوان آب می‌نوشد.
اما بین نوشیدن آب و اصلاح تعادل آب و نمک فاصله هست. لاگین آب به جریان خون پس از مصرف، ۳۰ تا ۶۰ دقیقه طول می‌کشد و مغز ناتوان است این مدت صبر کند تا ببیند بدن آب کافی دارد یا نه. مغز باید تقریباً فوراً تصمیم بگیرد چراکه حیوان ناتوان است فقط بنشیند و نیم ساعت آب بنوشد.
