Un complejo mosaico de áreas interconectadas del lóbulo frontal que se encuentran en posición rostral a la corteza motora primaria también contribuye de manera importante a las funciones motoras (ver Figura 17.7). Las neuronas motoras superiores de esta corteza premotora influyen en el comportamiento motor tanto a través de amplias conexiones recíprocas con la corteza motora primaria, como directamente a través de axones que se proyectan por las vías corticobulbares y corticoespinales para influir en el circuito local y en las neuronas motoras inferiores del tronco cerebral y la médula espinal. De hecho, más del 30% de los axones del tracto corticoespinal surgen de las neuronas de la corteza premotora. En general, diversos experimentos indican que la corteza premotora utiliza información de otras regiones corticales para seleccionar los movimientos adecuados al contexto de la acción (véase el capítulo 26).
Las funciones de la corteza premotora suelen considerarse en términos de los componentes lateral y medial de esta región. Hasta un 65% de las neuronas de la corteza premotora lateral tienen respuestas vinculadas en el tiempo a la ocurrencia de movimientos; al igual que en el área motora primaria, muchas de estas células se disparan con mayor intensidad en asociación con movimientos realizados en una dirección específica. Sin embargo, estas neuronas son especialmente importantes en las tareas motoras condicionales. Así, a diferencia de las neuronas del área motora primaria, cuando se entrena a un mono para que alcance diferentes direcciones en respuesta a una señal visual, las neuronas premotoras laterales adecuadamente sintonizadas comienzan a disparar al aparecer la señal, mucho antes de que el mono reciba una señal para realizar realmente el movimiento. A medida que el animal aprende a asociar una nueva señal visual con el movimiento, las neuronas adecuadamente sintonizadas comienzan a aumentar su tasa de descarga en el intervalo entre la señal y el inicio de la señal para realizar el movimiento. En lugar de ordenar directamente el inicio de un movimiento, estas neuronas parecen codificar la intención del mono de realizar un movimiento concreto; por lo tanto, parecen estar particularmente implicadas en la selección de movimientos basados en eventos externos.
Otras pruebas de que el área premotora lateral está relacionada con la selección de movimientos provienen de los estudios de los efectos del daño cortical en el comportamiento motor. Las lesiones en esta región afectan gravemente a la capacidad de los monos para realizar tareas condicionales con indicación visual, aunque todavía pueden responder al estímulo visual y pueden realizar el mismo movimiento en un entorno diferente. Del mismo modo, los pacientes con daños en el lóbulo frontal tienen dificultades para aprender a seleccionar un movimiento concreto en respuesta a una señal visual, aunque entiendan las instrucciones y puedan realizar los movimientos. Los individuos con lesiones en la corteza premotora también pueden tener dificultades para realizar movimientos en respuesta a órdenes verbales.
La corteza premotora medial, al igual que el área lateral, media en la selección de movimientos. Sin embargo, esta región parece estar especializada en la iniciación de movimientos especificados por señales internas en lugar de externas. A diferencia de las lesiones en el área premotora lateral, la extirpación del área premotora medial en un mono reduce el número de movimientos autoiniciados o «espontáneos» que realiza el animal, mientras que la capacidad de ejecutar movimientos en respuesta a señales externas permanece prácticamente intacta. Los estudios de imagen sugieren que esta región cortical en los humanos funciona de forma muy parecida. Por ejemplo, los escáneres PET muestran que la región medial de la corteza premotora se activa cuando los sujetos ejecutan secuencias motoras de memoria (es decir, sin depender de una instrucción externa). De acuerdo con esta evidencia, los registros de unidades individuales en monos indican que muchas neuronas de la corteza premotora medial comienzan a descargarse uno o dos segundos antes del inicio de un movimiento autoiniciado.
En resumen, tanto las áreas laterales como las mediales de la corteza premotora están íntimamente involucradas en la selección de un movimiento específico o una secuencia de movimientos del repertorio de movimientos posibles. La función de las áreas difiere, sin embargo, en las contribuciones relativas de las señales externas e internas al proceso de selección.