Una serie de estudios y observaciones realizadas desde fines del s. XIX, permitieron definir el papel que regiones específicas de la corteza cerebral, eléctricamente excitables, jugaban en la regulación de las actividades motoras. Además, se encontró que esas regiones presentaban una organización somatotópica donde estaban representados los diferentes músculos del cuerpo (representación motora).
La idea de un control motor cortical ha sido confirmada y caracterizada con precisión cada vez mayor. El control es contralateral y existen varias regiones de la corteza cerebral que participan en él. Además en esta función, la corteza interactúa con regiones subcorticales del cerebro, con el cerebelo y con la médula espinal. Este complejo sistema de interacciones es especialmente importante en los movimientos voluntarios.
El control que ejerce la corteza cerebral sobre los músculos esqueléticos depende fundamentalmente de la médula espinal. En este centro nervioso están las neuronas que inervan a los músculos esqueléticos (motoneuronas a) y sólo a través de ellas puede actuar la corteza cerebral. Se ubican en las astas anteriores de la substancia gris de la médula espinal. A esta organización se le ha llamado la vía final común porque solo por su intermedio pueden actuar los distintos reguladores de la musculatura esquelética, incluyendo a la corteza.
La corteza ejerce su control a través de vías nerviosas que se inician ella pero cuya caracterización, definición y clasificación ha sido compleja. Según su origen y ubicación y trayectoria de los axones motores en la médula espinal, se han distinguido una vía piramidal y una extrapiramidal.
La vía piramidal esta formada por axones que, en su trayectoria a la médula espinal (fibras córtico-espinales) se unen a nivel del bulbo raquídeo constituyendo en ese punto las llamadas pirámides. En estas estructuras, un 75% de las fibras de esta vía cruzan al lado opuesto (decusación de las pirámides). Después del cruce, los axones descienden por la substancia blanca de la médula formando un cordón nervioso, el tracto córtico-espinal lateral. Esta vía cortico-espinal es la vía piramidal cruzada.
Un 25% de los axones no cruzan a ese nivel, constituyendo la vía piramidal directa, parte de la cual desciende por la médula espinal formando parte de los tractos córtico-espinales anteriores. El resto va por el tracto lateral. Sin embargo, ellos también cruzarán más debajo de modo que toda la vía piramidal es cruzada.
A medida que los axones de la vía córtico-espinal descienden por la médula, la mayoría de ellas hacen sinapsis con interneuronas que son las que inervan a las motoneuronas a.
La vía extrapiramidal esta constituida por los axones que no forman parte de la vía piramidal y que descienden desde el encéfalo a la médula espinal donde inervan a las motoneuronas a. Esta vía también es cruzada, pero en su trayectoria descendente sus axones emiten colaterales que inervan a neuronas que se encuentran en diferentes núcleos y órganos como el cerebelo, los ganglios basales, la formación reticular, el núcleo rojo, el tálamo. Dos vías extrapiramidales importantes son:
La estimulación de las motoneuronas a por axones de los tractos piramidales provoca la contracción de grupos musculares de las manos y de los pies. En cambio, al estimular a los tractos extrapiramidales se observan movimientos más generales y automáticos.