Поражение вентрально-латерального и заднелатерального ядер таламуса может вызвать выпадение или снижение всех видов чувствительности на противоположной половине тела. При этом болевая чувствительность нарушается меньше, чем температурная; тактильная и особенно глубокая чувствительность поражаются больше всего. На фоне поражения всей половины тела расстройство на руке выражено резче, чем на ноге, в дистальных сегментах конечностей сильнее, чем в проксимальных.
Для таламического синдрома наиболее характерны следующие признаки нарушений чувствительности: изменения пороговых характеристик и качества возникающих при раздражении ощущений. Порог возбудимости повышен, при этом ощущение сопровождается неприятным, аффективным тоном, плохо локализуется, чаще всего имеет тенденцию к иррадиации в дистальные сегменты и сопровождается выраженными вегетативно-висцеральными реакциями. Существенными для таламического синдрома являются спонтанные, очень интенсивные, жгучие, мучительные, как правило, длительные с пароксизмальными усилениями боли. Наряду с болями в картину таламического синдрома входят различные дизестезии: прикосновение как боль, тепло – как холод; полиестезии, аллоестезии. Наблюдаются также двигательные нарушения типа экстрапирамидных и атаксия.