Конечным общим путем от нервной системы к скелетным мышцам является двигательный нейрон. Его клеточное тело находится в спинном мозге или стволе головного мозга; его аксон выходит через вентральный корешок или черепной нерв и образует синапс с мышечными волокнами в нервно-мышечном соединении.

Один двигательный нейрон и иннервируемые им мышечные волокна составляют двигательную единицу. Малые двигательные единицы обеспечивают точный контроль; большие генерируют большую силу. Двигательные нейроны интегрируют сигналы от сенсорных афферентов, интернейронов и нисходящих путей, прежде чем принять решение о возбуждении. Частота их возбуждения и порядок активации определяют силу и время сокращения мышц.

Дегенерация двигательных нейронов приводит к прогрессирующей слабости при боковом амиотрофическом склерозе и связанных с ним заболеваниях. Токсины и аутоиммунные атаки на нервно-мышечное соединение также ухудшают двигательную активность. Поскольку двигательные нейроны имеют большие размеры и легкодоступны, они служат модельными клетками для изучения возбудимости, синаптической передачи и механизмов развития заболеваний.

В конечном итоге, каждое произвольное движение зависит от надежной активации этих клеток.