Anche indicati come "nuclei del rafe", i nuclei della colonna mediana sono formati soprattutto da neuroni serotoninergici, contenenti vari neuropeptidi, caratteristica che permette di individuare sottopopolazioni neuronali in tali nuclei sulla base delle loro caratteristiche biochimiche. Le caratteristiche di questi neuroni, li rendono simili a quelli che formano la sostanza grigia periacqueduttale mesencefalica, che infatti condivide con certi nuclei della colonna mediana della formazione reticolare un ruolo comune.