Déclenché par l’étirement d’un muscle qui excite le fuseau neuro-musculaire, le réflexe myotatique, via un neurone sensoriel et un neurone moteur, permet la contraction de ce muscle.

Le message nerveux véhiculé par les axones code en fréquence de potentiels d’action l’intensité du stimulus perçu par un récepteur sensoriel. Sa propagation est très rapide.

Toutes les cellules présentent un potentiel de repos. Seuls les neurones peuvent déclencher un potentiel d’action qui est une rapide inversion de la polarisation membranaire, d’une amplitude de 100 mV en moyenne.

L’arrivée du message moteur provoque l’exocytose de l’acétylcholine, qui, en se fixant sur des récepteurs postsynaptiques, déclenche le potentiel d’action musculaire induisant la contraction musculaire.

Le mouvement se prépare dans l’aire prémotrice en tenant compte de l’ensemble des informations disponibles, notamment sensorielles. L’aire motrice donc la cartographie est modulée par l’expérience de chacun envoie les messages moteurs par des voies controlatérales (qui croisent) jusqu’aux motoneurones concernés.

Sous l’effet de stimuli, les connexions neuroniques évoluent et se stabilisent par l’entraînement. Bien que diminuant avec l’âge, elle reste possible et permet la récupération plus ou moins complète à la suite de lésions cérébrales. Une hygiène de vie saine et une activité intellectuelle permettent de l’entretenir.

Le corps cellulaire du motoneurone collecte via les dendrites les informations cérébrales et sensorielles et élabore un seul message efférent à destination du muscle.