Los cambios son también observables a niveles más subcorticales. Usando técnicas de registro y estimulación neuronal, las neuronas talámicas que normalmente no responden a la estimulación en los amputados comienzan a responder y a mostrar mapas somatotópicos ampliados31. Además de la plasticidad funcional, también se producen alteraciones estructurales tras la amputación. Draganski et al.32 han demostrado una disminución de la sustancia gris en el tálamo en 28 amputados. La disminución se relacionaba con espacio de tiempo tras la amputación y se explicó como un correlato estructural con la pérdida de las entradas aferenciales.