本质上，运动是大脑向身体传递信息的过程。但是，在任何运动发生前，大脑必须将该信息中转至脊髓。脊髓呈长圆柱状，由神经纤维构成，起于延髓，沿脊柱迂回延伸。脊髓由26段堆叠的椎骨环绕保护，通过软骨构成的缓冲片分别隔开，能够吸收运动(如步行和跳跃)产生的震动。

当我们决定坐下、走路或跑步时，被称作“运动皮质”的大脑部位会向脊髓的神经纤维发出信号，我们得以行动。运动皮质被分为三个部分：初级运动皮质、运动皮质前区和辅助运动区。每一部分控制特定类型的运动，有的非常简单，有的则很复杂。

作为中枢神经系统中大脑的“伙伴”,脊髓中挤满了轴突，这些轴突有的来自大脑运动皮质中的神经元。轴突是神经细胞上的突起，是从细胞本体传出的电化学信号的传递渠道。这些细长的突起沿脊髓迂回，通过脊髓神经向身体的各部位传达信息。其中一部分轴突直接传递大脑运动皮质中的神经元信号，控制有意识的运动，比如走路和跑步。另外一部分轴突直接向肌肉传递脊髓神经元发出的信号，它形成的神经通路不经过大脑，形成无意识的动作，比如膝跳反射。

美国约翰·霍普金斯大学神经科学系副教授艾德里安·海斯(Adrian Haith)博士说：“肌肉收缩由脊髓中的运动神经元发出的电信号(动作电位)驱动。如果在肌肉上层的皮肤表面放置电极，很容易就能检测到这些电信号，这种方法称为‘肌电图’。因此，我们能够测出在运动过程中，每块肌肉在什么时候、以何种程度被激活。”海斯教授同时也是约翰·霍普金斯大学大脑、学习、动作和运动实验室的联席主任。