Uno de los principios principales del sistema motor es que el control motor requiere de la entrada sensorial para planificar y ejecutar los movimientos con precisión. Este principio se aplica tanto a niveles bajos de la jerarquía, como los reflejos espinales, como a niveles superiores. Nuestras habilidades para realizar movimientos precisos, con la sincronización adecuada y la fuerza correcta dependen críticamente de la entrada sensorial que está presente en todos los niveles de la jerarquía del sistema motor.

La facilidad con la que realizamos la mayoría de nuestros movimientos oculta la enorme sofisticación y complejidad del sistema motor. Los ingenieros han pasado décadas tratando de hacer que las máquinas realicen tareas simples que damos por sentadas, pero los sistemas robóticos más avanzados no se acercan a emular la precisión y suavidad del movimiento, bajo todo tipo de condiciones, que logramos de manera automática y sin esfuerzo. ¿Cómo lo hace el cerebro? Aunque muchos detalles no se comprenden completamente, dos principios generales parecen ser conceptos clave para entender el control motor:

• Segregación Funcional. El sistema motor se divide en varias áreas diferentes que controlan distintos aspectos del movimiento (una estrategia de “dividir y conquistar”). Estas áreas están distribuidas a lo largo del sistema nervioso. Una de las preguntas clave de la investigación sobre el control motor es comprender los roles funcionales que desempeña cada área;

• Organización Jerárquica. Las diferentes áreas del sistema motor están organizadas de manera jerárquica. Las áreas de orden superior pueden ocuparse de tareas más globales relacionadas con la acción, como decidir cuándo actuar, diseñar una secuencia apropiada de acciones y coordinar la actividad de múltiples extremidades. No necesitan programar la fuerza y velocidad exactas de los músculos individuales, ni coordinar movimientos con cambios de postura; estas tareas de bajo nivel son realizadas por los niveles inferiores de la jerarquía.

La jerarquía del sistema motor consta de 4 niveles: la médula espinal, el tronco encefálico, la corteza motora y la corteza de asociación. También contiene dos bucles laterales: los ganglios basales y el cerebelo, que interactúan con la jerarquía a través de conexiones con el tálamo.

La médula espinal es el primer nivel de la jerarquía motora. Es el sitio donde se encuentran las neuronas motoras. También es el lugar de muchas interneuronas y circuitos neuronales complejos que realizan el procesamiento “básico” del control motor. Estos circuitos ejecutan las órdenes de bajo nivel que generan las fuerzas adecuadas en músculos individuales y grupos musculares para permitir movimientos adaptativos. La médula espinal también contiene circuitos complejos para comportamientos rítmicos, como caminar. Debido a que este nivel bajo de la jerarquía se encarga de estas funciones básicas, los niveles superiores (como la corteza motora) pueden procesar información relacionada con la planificación de movimientos, la construcción de secuencias adaptativas de movimientos y la coordinación de movimientos de todo el cuerpo, sin tener que codificar los detalles precisos de cada contracción muscular.