En komplex mosaik av sammankopplade områden i frontalloben som ligger rostralt i förhållande till den primära motoriska cortexen bidrar också på ett viktigt sätt till motoriska funktioner (se figur 17.7). De övre motorneuronerna i denna premotoriska cortex påverkar det motoriska beteendet både genom omfattande ömsesidiga förbindelser med den primära motoriska cortexen och direkt via axoner som projiceras genom de kortikobulbära och kortikospinala banorna för att påverka den lokala kretsen och de lägre motorneuronerna i hjärnstammen och ryggmärgen. Mer än 30 % av axonerna i kortikospinalbanan kommer från neuroner i den premotoriska cortexen. I allmänhet tyder en mängd olika experiment på att den premotoriska cortexen använder information från andra kortikala regioner för att välja rörelser som är lämpliga för handlingens sammanhang (se kapitel 26).
Funktionerna hos den premotoriska cortexen betraktas vanligen i termer av de laterala och mediala komponenterna i denna region. Så många som 65 % av neuronerna i den laterala premotoriska cortexen har svar som är kopplade i tid till förekomsten av rörelser; precis som i det primärmotoriska området utlöses många av dessa celler starkast i samband med rörelser som görs i en specifik riktning. Dessa neuroner är dock särskilt viktiga vid villkorliga motoriska uppgifter. När en apa tränas i att sträcka sig i olika riktningar som svar på en visuell signal börjar de lämpligt inställda laterala premotoriska neuronerna att starta när signalen visas, långt innan apan får en signal om att faktiskt göra rörelsen. När djuret lär sig att associera en ny visuell signal med rörelsen börjar lämpligt inställda neuroner att öka sin urladdningshastighet i intervallet mellan signalen och signalen om att utföra rörelsen. Snarare än att direkt beordra initieringen av en rörelse tycks dessa neuroner koda apans avsikt att utföra en viss rörelse; de tycks alltså vara särskilt involverade i valet av rörelser baserat på externa händelser.
Ytterligare bevis för att det laterala premotoriska området är involverat i valet av rörelser kommer från studier av effekterna av kortikala skador på motoriskt beteende. Skador i detta område försämrar allvarligt apornas förmåga att utföra visuellt kuverterade betingade uppgifter, även om de fortfarande kan reagera på det visuella stimuluset och kan utföra samma rörelse i en annan miljö. På samma sätt har patienter med skador i frontalloben svårt att lära sig att välja en viss rörelse som ska utföras som svar på en visuell signal, även om de förstår instruktionerna och kan utföra rörelserna. Personer med skador i den premotoriska cortexen kan också ha svårt att utföra rörelser som svar på verbala kommandon.
Den mediala premotoriska cortexen, liksom det laterala området, förmedlar valet av rörelser. Denna region verkar dock vara specialiserad på att initiera rörelser som specificeras av interna snarare än externa signaler. I motsats till skador i det laterala premotoriska området minskar avlägsnande av det mediala premotoriska området hos en apa antalet självinitierade eller ”spontana” rörelser som djuret gör, medan förmågan att utföra rörelser som svar på externa signaler förblir i stort sett intakt. Bildundersökningar tyder på att denna kortikala region hos människor fungerar på ungefär samma sätt. PET-skanningar visar till exempel att den mediala regionen av den premotoriska cortexen aktiveras när försökspersonerna utför motoriska sekvenser från minnet (dvs. utan att förlita sig på en extern instruktion). I överensstämmelse med dessa bevis visar inspelningar av enskilda enheter i apor att många neuroner i den mediala premotoriska cortex börjar ladda ur en eller två sekunder innan en självinitierad rörelse inleds.
Sammanfattningsvis är både de laterala och mediala områdena i den premotoriska cortexen intimt involverade i valet av en specifik rörelse eller en sekvens av rörelser från repertoaren av möjliga rörelser. Områdenas funktion skiljer sig dock åt när det gäller de relativa bidragen från externa och interna ledtrådar till urvalsprocessen.