小脳
小脳の傷害が運動障害を引き起こすことを最初に示したのは、18世紀の生理学者たちであった。その後19世紀初頭〜中盤にかけて、実験動物を用いた小脳切除・病変形成実験が行われ、小脳傷害が異常運動・異常歩様・筋力低下の原因となることが明らかにされた。これらの研究成果に基づき、小脳が運動制御に重要な役割を果たすという結論が導かれたのである。
神経系
脳の中でヒトの場合80%を占める大脳は、表面に曲がりくねった大脳溝構造を持った灰白質の大脳皮質が数cmあり、その下には白質という神経線維の集合を成し、さらに奥には灰白質の大脳基底核がある。大脳皮質は脳幹周囲を中心に扁桃腺などと大脳辺縁系を形成する古皮質と、ヒトでは大脳皮質の90%に相当する新皮質に分けられる。前者は本能行動や情動行動を制御し、後者は運動や感覚また意識や思考など精神活動を営む場となる。