Las motoneuronas alfa (también llamadas motoneuronas inferiores) inervan el músculo esquelético y provocan las contracciones musculares que generan el movimiento. Las motoneuronas liberan el neurotransmisor acetilcolina en una sinapsis llamada unión neuromuscular. Cuando la acetilcolina se une a los receptores de acetilcolina en la fibra muscular, se propaga un potencial de acción a lo largo de la fibra muscular en ambas direcciones. El potencial de acción desencadena la contracción del músculo. Si los extremos del músculo están fijos, manteniendo el músculo de la misma longitud, la contracción resulta en un aumento de la fuerza sobre los soportes (contracción isométrica). Si el músculo se acorta sin resistencia, la contracción produce una fuerza constante (contracción isotónica). Las motoneuronas que controlan los movimientos de las extremidades y del cuerpo se encuentran en el asta anterior de la médula espinal, y las motoneuronas que controlan los movimientos de la cabeza y la cara se encuentran en los núcleos motores del tronco encefálico. Aunque el sistema motor está compuesto por muchos tipos diferentes de neuronas dispersas por todo el SNC, la motoneurona es la única vía mediante la cual el sistema motor puede comunicarse con los músculos. Por lo tanto, todos los movimientos dependen en última instancia de la actividad de las motoneuronas inferiores. El famoso fisiólogo Sir Charles Sherrington se refirió a estas motoneuronas como la “vía común final” en el procesamiento motor.

Las motoneuronas no son simplemente conductos de las órdenes motoras generadas desde niveles superiores de la jerarquía. Ellas mismas son componentes de circuitos complejos que realizan un procesamiento de información sofisticado. Las motoneuronas tienen árboles dendríticos altamente ramificados y elaborados, lo que les permite integrar las entradas de un gran número de otras neuronas y calcular las salidas adecuadas.

Se utilizan dos términos para describir la relación anatómica entre motoneuronas y músculos: el grupo de motoneuronas y la unidad motora.

1. Las motoneuronas se agrupan en núcleos espinales columnares llamados grupos de motoneuronas (o núcleos motores). Todas las motoneuronas de un grupo de motoneuronas inervan un solo músculo, y todas las motoneuronas que inervan un músculo determinado se encuentran en el mismo grupo de motoneuronas. Por lo tanto, existe una relación uno a uno entre un músculo y un grupo de motoneuronas.

2. Cada fibra muscular individual de un músculo está inervada por una, y solo una, motoneurona (asegúrese de entender la diferencia entre un músculo y una fibra muscular). Sin embargo, una sola motoneurona puede inervar muchas fibras musculares. La combinación de una motoneurona individual y todas las fibras musculares que inerva se llama unidad motora. El número de fibras inervadas por una unidad motora se llama su relación de inervación.

Si un músculo se requiere para control fino o movimientos delicados (por ejemplo, el movimiento de los dedos o de las manos), sus unidades motoras tienden a tener relaciones de inervación pequeñas. Es decir, cada motoneurona inerva un pequeño número de fibras musculares (10-100), lo que permite muchos matices de movimiento de todo el músculo. Si un músculo se requiere solo para movimientos gruesos (por ejemplo, un músculo del muslo), sus unidades motoras tienden a tener una relación de inervación alta (es decir, cada motoneurona inervando 1000 o más fibras musculares), ya que no hay necesidad de que las fibras musculares individuales sufran contracciones diferenciales altamente coordinadas para producir un movimiento fino.