En kompleks mosaik af indbyrdes forbundne frontallapsområder, der ligger rostral til den primære motoriske cortex, bidrager også i høj grad til motoriske funktioner (se figur 17.7). De øvre motoriske neuroner i denne præmotoriske cortex påvirker motorisk adfærd både gennem omfattende gensidige forbindelser med den primære motoriske cortex og direkte via axoner, der projicerer gennem de corticobulbære og corticospinale baner for at påvirke det lokale kredsløb og de nedre motoriske neuroner i hjernestammen og rygmarven. Over 30 % af axonerne i de kortikospinale baner stammer faktisk fra neuroner i den præmotoriske cortex. Generelt tyder en række eksperimenter på, at den præmotoriske cortex bruger information fra andre kortikale regioner til at vælge bevægelser, der passer til handlingens kontekst (se kapitel 26).
Den præmotoriske cortex’ funktioner betragtes normalt i form af de laterale og mediale komponenter af denne region. Så mange som 65% af neuronerne i den laterale præmotoriske cortex har responser, der er knyttet i tid til forekomsten af bevægelser; ligesom i det primære motoriske område fyrer mange af disse celler kraftigst i forbindelse med bevægelser, der udføres i en bestemt retning. Disse neuroner er imidlertid særligt vigtige i forbindelse med betingede motoriske opgaver. I modsætning til neuronerne i det primære motoriske område begynder de passende indstillede laterale præmotoriske neuroner således at fyre, når en abe trænes i at række ud i forskellige retninger som reaktion på et visuelt cue, når cueet vises, længe før aben modtager et signal om at foretage bevægelsen. Efterhånden som dyret lærer at associere et nyt visuelt cue med bevægelsen, begynder de passende indstillede neuroner at øge deres udladningshastighed i intervallet mellem cueet og indtrædelsen af signalet om at udføre bevægelsen. I stedet for direkte at kommandere igangsættelsen af en bevægelse synes disse neuroner at kode abens hensigt om at udføre en bestemt bevægelse; de synes således at være særligt involveret i udvælgelsen af bevægelser baseret på eksterne begivenheder.
Yderligere beviser for, at det laterale præmotoriske område er involveret i bevægelsesvalg, kommer fra undersøgelser af virkningerne af kortikale skader på motorisk adfærd. Læsioner i dette område forringer alvorligt abernes evne til at udføre visuelt cued betingede opgaver, selv om de stadig kan reagere på den visuelle stimulus og kan udføre den samme bevægelse i en anden indstilling. På samme måde har patienter med skader på frontallappen svært ved at lære at vælge en bestemt bevægelse, der skal udføres som reaktion på et visuelt signal, selv om de forstår instruktionerne og kan udføre bevægelserne. Personer med læsioner i den præmotoriske cortex kan også have svært ved at udføre bevægelser som svar på verbale kommandoer.
Den mediale præmotoriske cortex formidler ligesom det laterale område udvælgelsen af bevægelser. Denne region synes imidlertid at være specialiseret til at igangsætte bevægelser, der er specificeret af interne snarere end eksterne signaler. I modsætning til læsioner i det laterale præmotoriske område reducerer fjernelse af det mediale præmotoriske område hos en abe antallet af selvinitierede eller “spontane” bevægelser, som dyret udfører, mens evnen til at udføre bevægelser som reaktion på eksterne signaler stort set forbliver intakt. Billeddannelsesundersøgelser tyder på, at denne kortikale region hos mennesker fungerer på nogenlunde samme måde. F.eks. viser PET-scanninger, at den mediale region af den præmotoriske cortex aktiveres, når forsøgspersonerne udfører motoriske sekvenser fra hukommelsen (dvs. uden at være afhængige af en ekstern instruktion). I overensstemmelse med dette bevis viser enkelt enhedsoptagelser i aber, at mange neuroner i den mediale præmotoriske cortex begynder at aflade et eller to sekunder før starten på en selvinitieret bevægelse.
Sammenfattende er både de laterale og mediale områder af den præmotoriske cortex intimt involveret i udvælgelsen af en specifik bevægelse eller sekvens af bevægelser fra repertoiret af mulige bevægelser. Områdernes funktion adskiller sig imidlertid ved de relative bidrag fra eksterne og interne signaler til udvælgelsesprocessen.