Ein komplexes Mosaik miteinander verbundener Frontallappenbereiche, die rostral zum primären motorischen Kortex liegen, leistet ebenfalls einen wichtigen Beitrag zu den motorischen Funktionen (siehe Abbildung 17.7). Die oberen motorischen Neuronen in diesem prämotorischen Kortex beeinflussen das motorische Verhalten sowohl durch umfangreiche reziproke Verbindungen mit dem primären motorischen Kortex als auch direkt über Axone, die durch die kortikobulbären und kortikospinalen Bahnen projizieren, um lokale Schaltkreise und untere motorische Neuronen des Hirnstamms und Rückenmarks zu beeinflussen. Tatsächlich stammen über 30 % der Axone im kortikospinalen Trakt von Neuronen im prämotorischen Kortex ab. Generell deuten verschiedene Experimente darauf hin, dass der prämotorische Kortex Informationen aus anderen kortikalen Regionen nutzt, um Bewegungen auszuwählen, die dem Kontext der Handlung angemessen sind (siehe Kapitel 26).
Die Funktionen des prämotorischen Kortex werden gewöhnlich im Hinblick auf die lateralen und medialen Komponenten dieser Region betrachtet. Bis zu 65% der Neuronen im lateralen prämotorischen Kortex haben Reaktionen, die zeitlich mit dem Auftreten von Bewegungen verknüpft sind; wie im primären motorischen Areal feuern viele dieser Zellen am stärksten in Verbindung mit Bewegungen, die in eine bestimmte Richtung erfolgen. Allerdings sind diese Neuronen bei konditionalen motorischen Aufgaben besonders wichtig. Wenn ein Affe darauf trainiert wird, als Reaktion auf einen visuellen Hinweis in verschiedene Richtungen zu greifen, feuern die entsprechend eingestellten lateralen prämotorischen Neuronen bereits beim Erscheinen des Hinweises, lange bevor der Affe das Signal erhält, die Bewegung tatsächlich auszuführen – im Gegensatz zu den Neuronen im primären motorischen Bereich. Wenn das Tier lernt, einen neuen visuellen Hinweis mit der Bewegung zu assoziieren, beginnen die entsprechend abgestimmten Neuronen, ihre Entladungsrate im Intervall zwischen dem Hinweis und dem Einsetzen des Signals zur Ausführung der Bewegung zu erhöhen. Anstatt den Beginn einer Bewegung direkt zu befehlen, scheinen diese Neuronen die Absicht des Affen, eine bestimmte Bewegung auszuführen, zu kodieren; daher scheinen sie besonders an der Auswahl von Bewegungen auf der Grundlage externer Ereignisse beteiligt zu sein.
Weitere Belege dafür, dass das laterale prämotorische Areal mit der Auswahl von Bewegungen befasst ist, stammen aus Studien über die Auswirkungen von Kortikalschäden auf das motorische Verhalten. Läsionen in dieser Region beeinträchtigen die Fähigkeit von Affen, visuell ausgelöste konditionale Aufgaben auszuführen, obwohl sie immer noch auf den visuellen Reiz reagieren und dieselbe Bewegung in einer anderen Umgebung ausführen können. In ähnlicher Weise haben Patienten mit einer Schädigung des Frontallappens Schwierigkeiten zu lernen, eine bestimmte Bewegung auszuwählen, die als Reaktion auf einen visuellen Hinweis ausgeführt werden soll, obwohl sie die Anweisungen verstehen und die Bewegungen ausführen können. Personen mit Läsionen im prämotorischen Kortex können ebenfalls Schwierigkeiten haben, Bewegungen als Reaktion auf verbale Befehle auszuführen.
Der mediale prämotorische Kortex vermittelt, wie der laterale Bereich, die Auswahl von Bewegungen. Allerdings scheint diese Region darauf spezialisiert zu sein, Bewegungen zu initiieren, die durch interne und nicht durch externe Hinweise vorgegeben sind. Im Gegensatz zu Läsionen im lateralen prämotorischen Areal führt die Entfernung des medialen prämotorischen Areals bei Affen zu einer Verringerung der Zahl der selbst initiierten oder „spontanen“ Bewegungen, während die Fähigkeit, Bewegungen als Reaktion auf externe Signale auszuführen, weitgehend intakt bleibt. Bildgebende Untersuchungen deuten darauf hin, dass diese kortikale Region beim Menschen in ähnlicher Weise funktioniert. So zeigen PET-Scans, dass die mediale Region des prämotorischen Kortex aktiviert wird, wenn die Versuchspersonen motorische Sequenzen aus dem Gedächtnis ausführen (d. h. ohne sich auf eine externe Anweisung zu verlassen). In Übereinstimmung mit diesen Erkenntnissen deuten Ableitungen einzelner Einheiten bei Affen darauf hin, dass viele Neuronen im medialen prämotorischen Kortex ein oder zwei Sekunden vor dem Beginn einer selbst initiierten Bewegung zu entladen beginnen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl die lateralen als auch die medialen Bereiche des prämotorischen Kortex an der Auswahl einer bestimmten Bewegung oder Bewegungssequenz aus dem Repertoire möglicher Bewegungen beteiligt sind. Die Funktion der Areale unterscheidet sich jedoch in den relativen Beiträgen von externen und internen Hinweisen zum Auswahlprozess.