Een complex mozaïek van onderling verbonden frontale kwabgebieden die rostraal van de primaire motorische cortex liggen, draagt ook in belangrijke mate bij tot motorische functies (zie figuur 17.7). De hogere motorische neuronen in deze premotorische cortex beïnvloeden motorisch gedrag zowel via uitgebreide wederzijdse verbindingen met de primaire motorische cortex, als rechtstreeks via axonen die via de corticobulbar en corticospinale paden projecteren om het lokale circuit en de lagere motorische neuronen van de hersenstam en het ruggenmerg te beïnvloeden. Meer dan 30% van de axonen in de corticospinale tractus komen voort uit neuronen in de premotorische cortex. In het algemeen blijkt uit een verscheidenheid van experimenten dat de premotorische cortex gebruik maakt van informatie uit andere corticale gebieden om bewegingen te selecteren die passen bij de context van de actie (zie hoofdstuk 26).
De functies van de premotorische cortex worden gewoonlijk beschouwd in termen van de laterale en mediale componenten van dit gebied. Niet minder dan 65% van de neuronen in de laterale premotorische cortex hebben reacties die in de tijd gekoppeld zijn aan het optreden van bewegingen; net als in het primaire motorische gebied vuren veel van deze cellen het sterkst in associatie met bewegingen die in een specifieke richting worden gemaakt. Deze neuronen zijn echter vooral belangrijk bij conditionele motorische taken. Dus, in tegenstelling tot de neuronen in het primair motorisch gebied, wanneer een aap wordt getraind om in verschillende richtingen te reiken als reactie op een visuele aanwijzing, beginnen de juist afgestemde laterale premotorische neuronen te vuren bij het verschijnen van de aanwijzing, lang voordat de aap een signaal ontvangt om de beweging daadwerkelijk te maken. Naarmate het dier leert een nieuwe visuele cue te associëren met de beweging, beginnen de juist afgestemde neuronen hun ontladingssnelheid te verhogen in het interval tussen de cue en het begin van het signaal om de beweging uit te voeren. In plaats van direct opdracht te geven tot het initiëren van een beweging, lijken deze neuronen de intentie van de aap om een bepaalde beweging uit te voeren te coderen; zij lijken dus in het bijzonder betrokken te zijn bij de selectie van bewegingen op basis van externe gebeurtenissen.
Verder bewijs dat het laterale premotorische gebied betrokken is bij de selectie van bewegingen komt uit studies van de effecten van corticale beschadiging op motorisch gedrag. Lesies in dit gebied ernstig beperkt het vermogen van apen om visueel gecued conditionele taken uit te voeren, ook al kunnen ze nog steeds reageren op de visuele stimulus en kan dezelfde beweging uit te voeren in een andere setting. Evenzo hebben patiënten met beschadigingen aan de frontale kwab moeite met het leren selecteren van een bepaalde beweging die moet worden uitgevoerd als reactie op een visuele cue, ook al begrijpen zij de instructies en kunnen zij de bewegingen uitvoeren. Personen met laesies in de premotorische cortex kunnen ook moeite hebben met het uitvoeren van bewegingen in antwoord op verbale commando’s.
De mediale premotorische cortex, net als het laterale gebied, medieert de selectie van bewegingen. Echter, dit gebied lijkt te zijn gespecialiseerd voor het initiëren van bewegingen gespecificeerd door interne in plaats van externe cues. In tegenstelling tot letsels in het laterale premotorische gebied, vermindert het verwijderen van het mediale premotorische gebied bij een aap het aantal zelf-geïnitieerde of “spontane” bewegingen die het dier maakt, terwijl het vermogen om bewegingen uit te voeren in antwoord op externe signalen grotendeels intact blijft. Beeldvormingsstudies suggereren dat dit corticale gebied bij mensen op vrijwel dezelfde wijze functioneert. PET scans tonen bijvoorbeeld aan dat de mediale regio van de premotorische cortex wordt geactiveerd wanneer de proefpersonen motorische sequenties uit het geheugen uitvoeren (d.w.z. zonder te vertrouwen op een externe instructie). In overeenstemming met dit bewijs blijkt uit single unit opnamen bij apen dat veel neuronen in de mediale premotor cortex beginnen te ontladen een of twee seconden voor het begin van een zelf geïnitieerde beweging.
Samenvattend, zowel de laterale als de mediale gebieden van de premotor cortex zijn nauw betrokken bij het selecteren van een specifieke beweging of volgorde van bewegingen uit het repertoire van mogelijke bewegingen. De functie van de gebieden verschilt, echter, in de relatieve bijdragen van externe en interne signalen aan het selectieproces.