La evidencia reciente indica que las áreas «motoras» clásicas también pueden tener funciones cognitivas. Realizamos tres experimentos de neuroimagen para investigar la neuroanatomía funcional subyacente a tres tipos de tareas de operación mental no motoras: numéricas, verbales y espaciales. (i) La tomografía de emisión de positrones mostró que partes de la corteza frontal posterior, que coinciden con el área motora pre-suplementaria (pre-SMA) y la parte rostral de la corteza premotora dorsolateral (PMdr), estaban activas durante las tres tareas. También se observó actividad en la corteza parietal posterior y en los hemisferios cerebelosos durante las tres tareas. La monitorización electrofisiológica confirmó que no hubo movimientos esqueléticos, oculomotores o articulatorios durante la realización de la tarea. (ii) Las imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) mostraron que la actividad del PMdr durante las tareas de operación mental se localizaba en las profundidades del surco precentral superior, que se solapaba sustancialmente con la región activa durante los movimientos complejos de los dedos y se localizaba dorsomedial a los presuntos campos oculares frontales. (iii) La fMRI de un solo ensayo mostró un aumento transitorio de la actividad vinculada al tiempo de realización de las operaciones mentales en el pre-SMA y el PMdr. Los resultados del presente estudio sugieren que el PMdr es importante en la asociación basada en reglas de las señales simbólicas y las respuestas en los comportamientos tanto motores como no motores.