Les mouvements effectués de façon volontaire mettent en jeu plusieurs organes. Tout commence dans le cerveau. L'imagerie médicale permet de visualiser les zones impliquées lorsqu'on effectue un mouvement volontaire.
Le cortex moteur joue un rôle essentiel. A tout instant, il reçoit des messages nerveux provenant de différentes zones cérébrales. Le lobe frontal lui donne des objectifs à réaliser.
Le lobe temporal lui rappelle quelle stratégie il a déjà adoptée pour planifier un mouvement. Et le lobe pariétal lui indique la situation du corps dans l'espace. L'intention d'effectuer un mouvement est donc déclenchée dans le cortex moteur. Des interactions très complexes avec d'autres zones du cerveau sont mises en œuvre. Les ganglions de la base et le thalamus interviennent pour rendre le mouvement harmonieux.
Le cervelet joue un rôle primordial dans l'enchaînement et la durée des différentes phases du mouvement à réaliser. Le cortex moteur recrute certains neurones qui iront activer des muscles très précis. Chaque partie du corps est en effet prise en charge par une zone plus ou moins large du cortex moteur. Plus la zone est grande, plus la précision des mouvements est importante. Un neurone recruté dans le cortex moteur comporte un long axone qui se prolonge dans la moelle épinière.
Il constitue une voie descendante pour les messages nerveux en empruntant la substance blanche. Pour transmettre l'information nerveuse qu'il véhicule, cet axone entre en jonction avec un neurone moteur dans la substance grise de la moelle épinière. Le neurone moteur peut recevoir d'autres informations nerveuses en même temps, provenant d'autres neurones. Il intègre toutes les informations nerveuses dans son corps cellulaire et engendre lui-même un nouveau message qui est alors acheminé jusqu'aux muscles.
L'axone du neurone moteur se prolonge dans un air rachidien, en empruntant la racine ventrale. Le message nerveux parvient alors à l'extrémité de l'axone, c'est-à-dire à la jonction neuromusculaire, encore appelée synapse neuromusculaire. Il déclenche la libération d'un neurotransmetteur, l'acétylcholine.
Cette molécule se fixe sur des récepteurs présents au niveau des fibres musculaires. Activées, ces fibres constituent une unité motrice. A l'intérieur, des myofibrilles glissent les unes par rapport aux autres. C'est des pépins.
déplacement engendre un raccourcissement des fibres musculaires. Ce phénomène, répété dans de très nombreuses fibres, est à l'origine de la contraction du muscle. Sa longueur totale diminue, ce qui tire sur les tendons qui le raccordent aux os. Une articulation est mise en jeu et le mouvement est réalisé.